[发明专利]一种钢带纵横向缺陷检测并识别的漏磁检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种钢带纵横向缺陷检测并识别的漏磁检测装置及方法。

背景技术

钢带在机械制造、石油化工、航空航天等工业中有广泛的应用，其产品质量将直接影响最终产品的性能和质量。目前在国内外各大钢厂已广泛使用钢带在线质量检测系统，主要有涡流检测、红外检测、机器视觉检测和漏磁检测等。其中，涡流检测方法是利用电磁感应原理在钢带中建立涡流场，钢带表面或近表面的缺陷影响涡流的强度和分布，测量检测线圈的阻抗变化可知缺陷的存在，但该方法只能检测表面和近表面缺陷。红外检测方法利用高频感应加热原理使钢带局部升温，缺陷处消耗更多电能而使其温度高于其它部分，利用红外扫描器获取缺陷的信号，但这种方法也不能检测内部缺陷，且只用于某些要求不高的场合。机器视觉检测方法是利用表面缺陷与无缺陷处之间的光学特性存在着明显差异的原理，对钢带实施无损检测，有广泛应用，典型的检测方法有：使用激光扫描检测，使用线阵或面阵电荷耦合摄像装置扫描检测，如杨水山著“带钢视觉检测系统的研究现状及展望”（冶金自动化，2008,32(2):5-9），但机器视觉检测技术存在的主要问题是：成本高，维护代价大，对信噪低、对比度低的缺陷分辨能力不足，仅检测表面缺陷，数据处理要求高。另外漏磁检测技术在铁磁性构件的检测中有广泛的应用，该方法检测灵敏度高。目前为发现铁磁性构件的纵、横向缺陷，通常使用周向磁化和纵向磁化两套装置，如康宜华著“多规格油套管漏磁检测方法研究”（钢管，2007,36(1):17-20），却增加了检测系统的造价和复杂性。中国专利文献公开了一种“磁探伤装置的漏磁检测传感器”（公开号：CN1394279A，公开日：2003.1.29），该技术涉及了钢带的漏磁检测传感器，通过在传感器组的磁化面安装软磁材料，扩展其检测宽度，但并未提及纵横向缺陷检测并识别的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种钢带纵横向缺陷检测并识别的漏磁检测装置及方法，它具有可以对纵、横向缺陷均能检测及实现其识别，并具有简化系统结构，降低了造价的优点。

本发明是这样来实现的，一种钢带纵横向缺陷检测并识别的漏磁检测装置及方法，该方法包括如下步骤：

（1）在计算机中的信号采集和处理软件中初始化：

设定检测的钢带的最小纵向缺陷阈值F₁，设定检测的钢带的最小横向缺陷阈值F₂；

（2）使用穿过式线圈对钢带实施纵向强磁化，使2～6mm厚的钢带达到磁饱和状态，使钢带中的纵、横向缺陷均产生较强的漏磁场；

（3）利用磁传感器阵列拾取钢带的纵、横向缺陷处磁场信息并转换成电压信号，经模数转换后送入计算机；

（4）对传感器阵列获取的信号在信号处理软件中分析处理，将各通道的检测信号与设定的阈值F₁、F₂比较，以识别纵、横向缺陷；

该装置主要包括磁传感器阵列、信号调理电路、模数转换电路和计算机及信号处理软件；其中磁传感器阵列用于获取缺陷处的磁场畸变信息，并为识别纵、横向缺陷提供足够的信息通道；信号调理电路对磁传感器阵列拾取的信号进行放大、滤波；模数转换电路将信号调理电路输出的模拟信号转换成数字信号送入计算机处理；计算机和信号处理软件对采集的信号分析处理，判定是否存在缺陷，并对纵、横向缺陷进行识别；

所述的钢带的最小纵向缺陷与最小横向缺陷尺寸规格相同；所述的钢带的最小纵向缺陷阈值F₁高于钢带的最小横向缺陷阈值F₂；

所述的穿过式线圈中心为矩形孔，钢带中心线与线圈的中心同轴，以便获得较强均匀的磁化场；

所述的磁传感器阵列为霍尔传感器或检测线圈，霍尔传感器垂直放置，检测线圈轴线与钢带中心线平行，用来测量漏磁场的水平分量；

所述的一种钢带纵横向缺陷检测并识别的漏磁检测装置及方法，其特征在于所述的磁传感器阵列为霍尔传感器或检测线圈，霍尔传感器垂直放置，检测线圈轴线与钢带中心线平行，用来测量漏磁场的水平分量，磁传感器阵列的磁传感器有m个，呈两列交错排布，构成阵列使用；m根据钢带的宽度不同而有差异；磁传感器根据布置的位置，从一侧至另一侧，记为                                                ，设定传感器对应的检测结果为，则连续个传感器的检测信号可表示为：