[发明专利]一种基于磁场探测技术的涂层下金属基体损伤评估方法及系统

权利要求书

1.一种基于磁场探测技术的涂层下金属基体损伤评估方法，其特征在于，步骤包括：

步骤1，利用涡流激励磁场系统获取涂层下金属基体不同层深处的磁场强度分布图像，根据所得磁场强度分布图像特征确定金属基体的损伤程度；

步骤2，利用涡流激励磁场系统获取涂层金属基体的横向损伤图像，根据所得横向损伤图像上的轮廓特征确定损伤区域坐标和横向损伤形态；

步骤3，结合所得损伤深度区间和横向损伤形态确定损伤类型及对应的数量，损伤类型包括裂纹、深腐蚀坑、浅腐蚀坑；

步骤4，根据式(Ⅰ)评估涂层金属基体损伤程度，根据所得数值S进行分级，并给出评估结果，分为损伤一般(S2)、较严重(2≤S4)、严重(4≤S6)、非常严重(S≥6)四个等级；

S＝0.5m+0.35n+0.15p……………(Ⅰ)

式中，m表示裂纹数量，n表示深腐蚀坑数量，p表示浅腐蚀坑数量。

2.根据权利要求1所述的金属基体损伤评估方法，其特征在于：步骤1中，通过改变涡流激励磁场系统的激励频率，获取涂层金属基体不同深度区域的磁场强度分布图像，结合不同深度区域的磁场强度分布特征，判断出金属基体的损伤深度区间。

3.根据权利要求2所述的金属基体损伤评估方法，其特征在于：确定涂层金属基体在厚度方向所需扫描的层数；当扫描第K层所得磁场强度分布图像在某区域具有陡变特征，且扫描第1层至第K-1层所得磁场强度分布图像均无陡变特征，则判定损伤深度区间为第K-1层至第K层的厚度区域。

4.根据权利要求1-3任一项所述的金属基体损伤评估方法，其特征在于：所述的涡流激励磁场系统包括多频涡流激励信号发生器、激励线圈、磁场数据采集器、线性阵列磁场检测传感器和数据处理模块与显示器，线性阵列磁场检测传感器固定连接激励线圈并位于激励线圈内；其中，多频涡流激励信号发生器用于产生多频激励信号并在被测部位形成磁场，且同步产生一个频率标记信号，并将该标记信号同步传输给磁场数据采集器；线性阵列磁场检测传感器用于检测不同激励频率下的磁场数据，并对应记录和提取不同激励频率下的磁场数据，并将该磁场数据传输给磁场数据采集器；磁场数据采集器用于获取磁场数据、频率标记信号，将磁场数据与频率标记信号进行匹配、存储，并反馈给数据处理模块；数据处理模块用于将读取的磁场数据生成磁场数据图并输出；所述的多频激励信号包括在第一毫秒级时段T1内发出的第一档频率、在第二毫秒级时段T2内发出的第二档频率....在第K毫秒级时段T_K内发出的第K档频率，所有毫秒级时段的总时长控制在一秒内；第一档频率对应的检测厚度区间为0-h₁ mm，第二档频率对应的检测厚度区间为0-h₂ mm，第K档频率对应的检测厚度区间为0-h_K mm，0mm所在位置表示检测基准面，h1 mm所在位置表示检测基准面往下深度为h_Kmm的位置，h₁＜h₂＜h_K。

5.一种基于磁场探测技术的涂层下金属基体损伤评估系统，其特征在于：包括与涡流激励磁场系统相连的计算机，计算机包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

S1，实时读取涡流激励磁场系统反馈的磁场强度分布图像数据；实时读取涡流激励磁场系统反馈的横向损伤图像；

S2，在设定激励频率下，每扫描一次涂层金属基体后，获取所得磁场强度分布图像中的陡变特征及其坐标区域，定义扫描第N层所得磁场强度分布图像中的陡变特征的坐标区域为P_N(X_N，Y_N、Z_N)，N＝1、2、3…；

S3，提取相同二维坐标P_N(X_N，Y_N)区域均具有陡变特征的高度数据Z_N，并根据高度数据Z_N所在位置确定金属基体的损伤深度区间；

S4，识别所得横向损伤图像上的轮廓特征特，当轮廓特征为线性且其首尾两端不重合时，判定该轮廓特征对应的缺陷为裂纹；当轮廓特征为片状且其对应的最大损伤深度区间超过预设阀值时，判定该轮廓特征对应的缺陷为深腐蚀坑；当轮廓特征为片状且其对应的最大损伤深度区间不超过预设阀值时，判定该轮廓特征对应的缺陷为浅腐蚀坑；

S5，统计各损伤类型数量，根据式(Ⅰ)评估涂层金属基体损伤程度，根据所得数值S进行分级，分为损伤一般(S2)、较严重(2≤S4)、严重(4≤S6)、非常严重(S≥6)四个等级，并输出相应评估结果；

S＝0.5m+0.35n+0.15p……………(Ⅰ)

式中，m表示裂纹数量，n表示深腐蚀坑数量，p表示浅腐蚀坑数量。