不銹鋼管自(zi)動化漏磁檢測系統通常采用多通道陣列檢測探頭技術來提高檢測速度,因此,不可避免地存在各漏磁檢測傳感器的靈敏度和提離值不同。同時由于每個信號通道的放大濾波電路差異,最終會造成在檢測相同裂紋時每個通道拾取的信號幅值不一致。為此,需要對陣列檢測探頭通道靈敏度進行標定,通過增益調整的方式使各檢測通道的靈敏度相同。
標(biao)定是(shi)在(zai)正常工作采集前(qian)對(dui)各檢測(ce)通道一(yi)致性的(de)預處理(li)。在(zai)漏磁檢測(ce)中,一(yi)般(ban)在(zai)檢測(ce)設備使(shi)用了一(yi)定的(de)次數或時間后將要(yao)進(jin)行一(yi)次標(biao)定處理(li),包括(kuo):
(1)校準(zhun)通道(dao)基準(zhun)
通(tong)道(dao)基(ji)準(zhun)(zhun)(zhun)是信(xin)號圖(tu)形(xing)化顯(xian)示的基(ji)線,校準(zhun)(zhun)(zhun)通(tong)道(dao)基(ji)準(zhun)(zhun)(zhun)一方(fang)面(mian)是為了檢測信(xin)號最大化圖(tu)形(xing)顯(xian)示;另一方(fang)面(mian),校準(zhun)(zhun)(zhun)通(tong)道(dao)基(ji)準(zhun)(zhun)(zhun)是同(tong)多通(tong)道(dao)融(rong)合處理(li)的必要條件(jian)。最常(chang)用的校準(zhun)(zhun)(zhun)通(tong)道(dao)基(ji)準(zhun)(zhun)(zhun)的方(fang)法是每(mei)個通(tong)道(dao)對(dui)自身通(tong)道(dao)的所(suo)有數(shu)據求均值,即(ji)
Ci=Σdj/Ln (4-44) 式中,C;是第(di)(di)i個通(tong)(tong)道的基準;L。為第(di)(di)i個通(tong)(tong)道的數據(ju)長度(du);dj為第(di)(di)i個通(tong)(tong)道第(di)(di)j個數據(ju)的采樣值。
(2)校準通(tong)道(dao)增益
通道(dao)(dao)(dao)增(zeng)(zeng)益是(shi)信號圖形化顯示的(de)(de)(de)(de)放大倍數,不(bu)僅影響(xiang)圖形化的(de)(de)(de)(de)顯示效果(guo),更重(zhong)(zhong)要的(de)(de)(de)(de)是(shi)通道(dao)(dao)(dao)增(zeng)(zeng)益的(de)(de)(de)(de)校準(zhun)是(shi)缺陷判斷的(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要參數。檢(jian)測設(she)備對不(bu)同(tong)(tong)材質、不(bu)同(tong)(tong)規(gui)格的(de)(de)(de)(de)被測物(wu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)靈敏(min)度會有不(bu)同(tong)(tong),且各傳感器靈敏(min)度之間(jian)也(ye)會有一定(ding)(ding)差異(yi),所以(yi)校準(zhun)通道(dao)(dao)(dao)增(zeng)(zeng)益是(shi)標定(ding)(ding)處理中的(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要環節。
校準(zhun)通(tong)道增益與具體的檢測應用,特別(bie)是與具體的標(biao)樣(yang)有著(zhu)密(mi)切(qie)的關系。常用的校準(zhun)通(tong)道增益的方法是:將標(biao)樣(yang)上標(biao)準(zhun)缺陷的峰值校準(zhun)到(dao)對(dui)應門限值處,一般是將相同缺陷逐(zhu)一或(huo)一次性能地被(bei)傳感器檢測到(dao)。
Y;=THp/(dimax-C;) (4-45) 式中,Y;是第i個通道(dao)的(de)增益;TH為(wei)門限值;dimar是第i個通道(dao)檢測(ce)到(dao)的(de)指定缺陷的(de)峰(feng)值;C;為(wei)經校準過的(de)第i個通道(dao)的(de)基準;p為(wei)單位轉換(huan)系數。
為提高不銹鋼管漏磁檢測多通道標定的速度與正確性,可將復雜的標定過程分為兩個步驟,也即靜態標定與動態標定。首先,使用“電子標定器”產生標準的磁場信號對探頭陣列進行校準,將標準磁信號依次遍歷探頭中每一個磁敏通道,然后根據各通道的檢測幅值差異進行增益調整,最終使所有傳感器到達相同的靈敏度。此標定過程中,不需要鋼管在傳輸線上運動,稱為靜態標定,此方法可用在探頭出廠的質量測試與設備運行的標定過程。然后,進一步利用含有人工缺陷的樣管進行復核。此種方法可極大地提高校樣效率和標定精度。
一、靜態標定方法(fa)
電(dian)子(zi)標(biao)(biao)定器(qi)是一種(zhong)標(biao)(biao)準的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)信(xin)(xin)號發生器(qi)。如(ru)圖4-91所(suo)示,永(yong)久磁(ci)(ci)鐵在(zai)標(biao)(biao)定器(qi)中做高(gao)速旋轉運動,形成脈動磁(ci)(ci)信(xin)(xin)號源,產生的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場信(xin)(xin)號遍歷檢測探靴中的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)敏感元件,形成標(biao)(biao)定磁(ci)(ci)信(xin)(xin)號。電(dian)子(zi)標(biao)(biao)定器(qi)包括操作手(shou)柄(bing)、套(tao)筒、外罩、電(dian)池及充電(dian)器(qi)。其主要有以下(xia)特點:
1)采(cai)用一個永(yong)磁源,信號穩(wen)定一致。
2)永磁源(yuan)做高速、高精度旋轉運動,磁場源(yuan)與探頭之(zhi)間相對運動的(de)速度不會(hui)影響標定準確性(xing)。
3)采用離線方式對(dui)單個探靴依(yi)次(ci)標(biao)定(ding)。
4)精度高,可靠性高,工(gong)作性能穩定(ding)。
5)手提便攜式(shi)設(she)計,體積小巧,攜帶使用方便。
采用電子(zi)標(biao)定器對(dui)檢測探頭進(jin)行靜態標(biao)定的流程如下:
(1)準備(bei)工作(zuo)一檢測(ce)信號系統處于(yu)工作(zuo)狀態。安(an)裝檢測(ce)軟件(jian),并將標定探頭、前置放大器、數據采(cai)集卡以及顯示計(ji)算機依次連接好,如圖4-92所示。
(2)標(biao)定(ding) 首先進入(ru)軟件標(biao)定(ding)界面,如圖(tu)4-93所(suo)示。
將標定器放在(zai)(zai)探頭(tou)檢(jian)測面上(shang),用標定器的定位(wei)邊緊(jin)貼在(zai)(zai)探頭(tou)一側進行(xing)左右定位(wei),如圖4-94所示。
打(da)開(kai)(kai)標(biao)定(ding)器(qi),開(kai)(kai)始輸出磁(ci)場信號。檢測過(guo)程中,推(tui)動標(biao)定(ding)器(qi)從(cong)探頭的一(yi)(yi)端較(jiao)勻(yun)速地滑向另一(yi)(yi)端。每個通(tong)道(dao)的信號通(tong)過(guo)前置放大器(qi)、數據(ju)采集卡,最終被檢測軟件獲取及保(bao)存。
保(bao)存數據,關閉標定器。
(3)數據(ju)分析,調節增益 打開數據(ju)軟件采集的(de)數據(ju),如圖4-95所示。
圖(tu)4-95中,通(tong)(tong)道(dao)(dao)1波高(gao)(gao)(gao)55.5dB,通(tong)(tong)道(dao)(dao)2波高(gao)(gao)(gao)55dB,通(tong)(tong)道(dao)(dao)3波高(gao)(gao)(gao)57dB,通(tong)(tong)道(dao)(dao)4波高(gao)(gao)(gao)56dB,通(tong)(tong)道(dao)(dao)5波高(gao)(gao)(gao)56dB,通(tong)(tong)道(dao)(dao)6波高(gao)(gao)(gao)55dB,通(tong)(tong)道(dao)(dao)7波高(gao)(gao)(gao)56dB,通(tong)(tong)道(dao)(dao)8波高(gao)(gao)(gao)56.5dB。之后,將(jiang)門限設置為大多數(shu)通(tong)(tong)道(dao)(dao)信號(hao)的(de)波高(gao)(gao)(gao)處(chu),如圖(tu)4-96所示。
將通(tong)道(dao)1增(zeng)益(yi)提高0.5dB,通(tong)道(dao)2、6增(zeng)益(yi)提高1dB,通(tong)道(dao)3增(zeng)益(yi)減小1dB,通(tong)道(dao)8增(zeng)益(yi)減小0.5dB。調節后再用標定器重復步驟(2),得到的信號如(ru)圖4-97所(suo)示(shi)。
二、動態標定方法
動態標(biao)定(ding)方(fang)法是指(zhi)采用帶有(you)人工缺陷的鋼管(guan)重復(fu)通(tong)過檢(jian)測(ce)(ce)系(xi)統,來(lai)對陣列檢(jian)測(ce)(ce)通(tong)道進行標(biao)定(ding)。在標(biao)定(ding)過程(cheng)中,需要調整鋼管(guan)的角度(du)與位置使鋼管(guan)上(shang)的同(tong)一缺陷依次經(jing)過不同(tong)的檢(jian)測(ce)(ce)通(tong)道。
不銹鋼管橫(heng)向(xiang)缺(que)陷檢(jian)測系(xi)統(tong)的(de)(de)標(biao)定方(fang)法為,在鋼管表面刻制一(yi)個環(huan)形槽,一(yi)次性通(tong)(tong)過所有橫(heng)向(xiang)缺(que)陷檢(jian)測傳(chuan)感器,或者通(tong)(tong)過不斷調整(zheng)刻制有標(biao)準橫(heng)向(xiang)缺(que)陷鋼管的(de)(de)角(jiao)度,使(shi)缺(que)陷依次經過所有橫(heng)向(xiang)檢(jian)測通(tong)(tong)道(dao),最(zui)終可根據各通(tong)(tong)道(dao)產(chan)生的(de)(de)信號幅值差異進行增益(yi)調整(zheng),使(shi)得(de)缺(que)陷無論(lun)以何(he)種(zhong)角(jiao)度進入橫(heng)向(xiang)檢(jian)測主(zhu)機各通(tong)(tong)道(dao)均能獲得(de)一(yi)致(zhi)的(de)(de)檢(jian)測信號幅值。
縱向(xiang)缺(que)陷檢測系統(tong)的(de)標(biao)定則可利用(yong)刻制(zhi)(zhi)在樣(yang)(yang)管(guan)上的(de)長軸向(xiang)裂(lie)紋(wen)一(yi)次性(xing)(xing)通(tong)(tong)過所(suo)有縱向(xiang)缺(que)陷檢測傳感器,或(huo)者刻制(zhi)(zhi)有標(biao)準縱向(xiang)缺(que)陷的(de)鋼管(guan)慢慢向(xiang)前運(yun)動,使缺(que)陷依次經過所(suo)有縱向(xiang)檢測通(tong)(tong)道(dao),同樣(yang)(yang),最(zui)后(hou)根據各通(tong)(tong)道(dao)的(de)信號輸(shu)出差(cha)異來調整通(tong)(tong)道(dao)增益,使得所(suo)有傳感器產生相同的(de)信號幅值。常用(yong)的(de)標(biao)定方法對樣(yang)(yang)管(guan)的(de)制(zhi)(zhi)作要(yao)求(qiu)較高,如(ru)樣(yang)(yang)管(guan)上的(de)環形(xing)槽和(he)長裂(lie)紋(wen)。如(ru)果用(yong)于(yu)標(biao)定的(de)缺(que)陷尺(chi)寸或(huo)形(xing)位(wei)尺(chi)寸精度(du)不滿足相應要(yao)求(qiu),則會降低(di)標(biao)定的(de)效果和(he)準確性(xing)(xing)。