[发明专利]管线钢钢板硬度分布检测装置及方法

说明书

本发明提供了一种管线钢钢板硬度分布检测装置及方法，检测装置包括钢板硬度检测仪和传感器模块，所述传感器模块由激励线圈、U型铁氧体、检测线圈、涡流激励线圈和装有编码器的导轮组成；传感器模块分为两个区域，分别是涡流检测区域和巴克豪森噪声检测区域，巴克豪森噪声检测区域由多组检测传感器组成，每组传感器由一个U型铁氧体、一个激励线圈和三个呈“品”字型排布的检测线圈组成，多组传感器分成两排，也呈“品”字型排布；涡流检测区域由多组线圈组成，每组线圈有若干不同激励频率的线圈，前后排布。本发明用于实现管线钢硬度分布的检测系统。

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，具体是一种管线钢钢板硬度分布检测装置及方法。

背景技术

管线钢在生产过程中会产生硬斑伤损，伤损区域往往存在很大的硬度差。在管线钢卷曲成钢管和管道服役过程中，硬斑伤损区域会由于应力集中，导致伤损区域出现裂纹，这不仅会造成企业的经济损失，还严重影响服役管道的安全性。传统硬度检测的方法还停留在有损检测上，即对被测样件采取破环性实验来获取当前样件的硬度值。在实际生产过程中，这种方法并不可行，发现硬斑伤损需要对整张钢板的每一个区域都要检测，不能出现漏检的情况，因此有损检测的方法无法满足对硬斑伤损的检测。而基于多频涡流和巴克豪森噪声的管线钢硬度分布检测系统，可实现对管线钢硬度整板监控，对硬斑伤损能够有效发现。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种管线钢钢板硬度分布检测装置及方法，能够实现管线钢钢板硬度的无损表征。

本发明提供了一种管线钢钢板硬度分布检测装置，包括钢板硬度检测仪和传感器模块，钢板硬度检测仪相连与传感器模块各通道相连，采集检测数据和编码器数据；

所述传感器模块由激励线圈、U型铁氧体、检测线圈、涡流激励线圈和装有编码器的导轮组成；

传感器模块分为两个区域，分别是涡流检测区域和巴克豪森噪声检测区域，巴克豪森噪声检测区域由多组检测传感器组成，每组传感器由一个U型铁氧体、一个激励线圈和三个呈“品”字型排布的检测线圈组成，多组传感器分成两排，也呈“品”字型排布；涡流检测区域由多组线圈组成，每组线圈有若干不同激励频率的线圈，前后排布。

所述巴克豪森噪声检测区域由6组检测传感器组成，每组传感器由一个U型铁氧体、一个激励线圈和三个呈“品”字型排布的检测线圈组成，6组传感器分成两排，也呈“品”字型排布。

所述的涡流检测区域由18组线圈组成，每组线圈有4个不同激励频率的线圈，前后排布。

所述的钢板硬度检测仪和传感器模块安装在车身主体上；所述车身主体上海安装有传感器控制机构、电脑、电源和传感器控制机构，其中，控制传感器模块的升降，为稳定传感器探头和钢板的距离，采用增加陶瓷片贴合钢板的方式，行进过程中编码器为检测系统提供距离信息。

本发明还提供了一种管线钢钢板硬度分布检测方法，包括以下步骤：

步骤1：对待测管线钢钢板画线，绘制小车运行的轨迹；

步骤2：将小车推行至管线钢钢板上轨迹起始位置，将传感器控制机构打开，使传感器模块紧贴钢板表面，打开仪器电源，打开电脑软件，点击开始检测，推行小车沿轨迹向前行进。

步骤3：检测开始后，传感器模块中激流线圈始终通入300Hz电流，涡流激励线圈中的高频电流包含多个单频成分10～100kHz，检测线圈分别测量巴克豪森噪声信号和多频涡流相应，安装有编码器的导轮在行进的过程中每隔20mm向钢板硬度检测仪器发送一次信号，钢板硬度检测仪器读取检测线圈的信号；

步骤4：检测线圈输出的信号传输至钢板硬度检测仪，钢板硬度检测仪将数据传输给电脑进行分析处理，提取巴克豪森噪声信号和多频涡流特征，并输入至预先建立的预测硬度的神经网络模型中，给出管线钢检测的硬度分布；

预先建立的预测硬度的神经网络模型包括以下步骤：