[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

说明书

本发明提供了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，利用涡流激励和磁场探测系统获取涂层下金属基体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，评估涂层下金属基体损伤程度并进行分级，并给出评估结果；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；采用本发明的方案，不仅能够定量地给出涂层下金属基体的损伤程度，而且能够给出金属基体各深度区间的损伤评级，提高了涂层金属基体损伤评估的准确性，具有无损、高效、便捷的优势。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，具体涉及一种基于磁场探测技术的涂层下金属基体损伤评估方法及系统。

背景技

涡流探伤（通过线圈激励，借助于线圈获取感抗数据）属于常用的无损检测技术之一，主要用于检测工件表面或近表面层的缺陷。利用交变电流可在金属材料表面形成涡流，当金属表面存在裂纹、腐蚀等损伤时，涡流形成的磁场就会发生改变，根据检测到的磁场数据可反应金属表面的损伤情况。现有文献《多层结构缺陷检测中的脉冲涡流磁场测量技术》公开了借助于脉冲涡流磁场识别多层结构中的缺陷；现有文献《矩形脉冲涡流传感器的三维磁场量与缺陷定量评估》公开了基于脉冲涡流检测原理设计的脉冲涡流检测系统，通过曲线特征测量缺陷长度）。然而，现有这些无损检测技术重点都在于关注缺陷的有无，并没有定量地给出涂层下金属基体（金属基体表面具有涂层）的损伤程度，造成损伤评估准确性不足。

发明内容

本发明目的在于提供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，至少能够解决现有技术中存在的“没有定量地给出金属基体的损伤程度，造成损伤评估准确性不足”的技术问题。

本发明采用的技术方案如下。

一种基于磁场探测技术的涂层下金属基体损伤评估方法，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下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）评估涂层下金属基体损伤程度，根据所得数值S进行分级，并给出评估结果，分为损伤分为一般（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。

作为优选方案，步骤1中，通过改变涡流激励磁场系统的激励频率，获取涂层下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。

作为优选方案，确定涂层下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。