[发明专利]基于脉冲涡流的导体厚度检测方法

说明书

本发明公开了一种基于脉冲涡流的导体厚度检测方法，步骤为：对N个已知厚度的标准导体试件，采用脉冲涡流检测仪进行检测，对应得到N个标准导体试件的感应电动势输出信号；将感应电动势输出信号转换为基于涡流衰减时间常数曲线后，确定对应曲线的暂态时间；拟合得到标准导体试件厚度与暂态时间的关系曲线；获取待测导体试件的感应电动势输出信号，并将该输出信号转换为待测导体试件基于涡流衰减时间常数曲线，并确定待测导体试件基于涡流衰减时间常数曲线的暂态时间；将待测导体试件的暂态时间代入标准导体试件厚度与暂态时间的关系曲线中进行比对，得到待测导体试件的厚度。导体厚度测量精度高，适用于大提离的脉冲涡流检测。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，具体涉及一种基于脉冲涡流的导体厚度检测方法。

背景技术

脉冲涡流PEC检测技术一种基于电磁感应原理的非接触式检测方式。脉冲涡流PEC技术早在上世纪80年代便开始用于石化、电力等行业中的管道、容器腐蚀检测等，但是对于覆盖有厚保温层等大提离条件下的金属管道检测研究较少。

脉冲涡流PEC通常基于信号的时域特征诊断导体试件的厚度和裂缝缺陷，材料磁导率的差异对脉冲涡流响应信号的影响是显著的，导磁与非导磁材料的脉冲涡流响应特征量往往是不同的。在时域分析中，非导磁材料的特征量主要有峰值、峰值时间、过零时间、提离交叉点等。导磁材料的常用特征量主要有-3dB点、弯曲点、晚期信号斜率等。

实际厚度检测过程中，由于导体试件涂层厚度的变化、导体试件表面的褶皱或厚度测量的操作不当都可能引起厚度测量探头和导体试件之间的距离的变化，称为提离变动。它所引起的干扰信号会模糊甚至淹没掉大多数待测导体试件检测特征量，严重降低导体试件厚度检测的灵敏度和准确性。例如公布号为CN 112946065 A且发明名称为一种基于晚期信号斜率的脉冲涡流检测方法及装置的中国专利、公布号为CN 113310394 A且发明名称为一种基于感应电压信号幅值的脉冲涡流检测方法及装置的中国专利，上述两个专利所涉及的检测方案中反映管道壁厚的参数受提离变化的影响较大。

作为一种特殊的信号特征，提离交叉点不受提离变化的影响，如公布号为CN109444257 A、发明名称为一种基于频域提离交叉点的脉冲涡流检测装置及方法的中国专利中，其只能应用于非铁磁性材料的壁厚检测，而且在较大提离变动的情况下，“交叉点”将扩散为“域”，测量精度大大降低。

然而要解决即使有提离干扰的情况下，也能准确测厚的问题，关键在于提取出不受提离变化影响，但对导体厚度改变却很敏感的检测特征量。目前文献资料仍局限于小提离条件下的定性分析，如公布号为CN105737728A、名称为一种金属层脉冲涡流测厚方法的中国专利，其公开文件中提出利用复小波变换获取的相位信息评估金属层的厚度，但是信号分解重构效果对小波基的选取敏感，而且该方案只应用在小提离条件为探头与被测导体试件表面间隔0～1mm，且提离变化为0.2mm，适用范围窄。又如公布号为CN104330469A的中国专利申请文件公开了一种基于高通滤波的脉冲涡流检测提离效应抑制方法，通过建立提离参数数据库的方式，试图使用经验公式消除提离效应对脉冲涡流检测精度的影响。该方案只应用在小提离条件为探头与被测试件表面间隔0～2mm)。适用于大提离变化5mm以上情况下的脉冲涡流检测方案尚未被提出。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提出一种基于脉冲涡流的导体厚度检测方法，采用非接触式检测技术，基于脉冲涡流耦合技术，利用涡流的时间常数对提离变动不敏感的特性，对导体试件进行厚度检测。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于脉冲涡流的导体厚度检测方法，其关键技术在于：按照以下步骤进行：

步骤一：对N个已知厚度的标准导体试件，采用脉冲涡流检测仪进行检测，对应得到N个标准导体试件的感应电动势输出信号ε(t)，其中，N为大于等于2的自然数；