[发明专利]一种对铁磁构件进行脉冲涡流检测的信号特征量的提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁无损检测技术领域，更特别地说，是指一种基于铁磁构件脉冲涡流电磁无损检测的信号特征量的提取方法。

背景技术

在工业领域，大量使用铁磁性管道和压力容器来输送和存储具有高温、高压、腐蚀性的液体或气体介质，铁磁管道和压力容器的腐蚀十分普遍。腐蚀导致铁磁管道和压力容器的壁厚减薄，承压性能下降，造成泄漏、爆炸等事故，带来人员伤亡和经济损失。因此需要定期对被检构件(如铁磁管道和压力容器)的腐蚀情况实施在役无损检测和评估。

脉冲涡流法是一种可以在包覆层外在役检测被检构件壁厚的电磁无损检测方法。以脉冲电流激励代替正弦电流激励，在被检构件外激发出脉冲磁场，使被检构件内感应出脉冲涡流，然后通过检测此脉冲涡流电磁场的衰减过程，来评估被检构件壁厚的腐蚀程度。

现有的铁磁材料脉冲涡流测厚技术，多以感应电压信号在双对数坐标系下的特征衰减时间τ作为检测特征量来检测铁磁构件壁厚d的相对变化，其中τ＝μ₀μ_rσd²，μ₀为真空磁导率，μ_r为被检构件的相对磁导率，σ为被检构件的电导率。一方面特征衰减时间τ的数学定义比较模糊，在时间-电压信号曲线(双对数坐标系)上提取特征衰减时间τ时容易引入误差；另一方面当只有特征衰减时间τ一个检测特征量时，由于被检构件的未知参数较多，使得检测结果容易受到被检构件的电导率、相对磁导率、线圈提离等因素变化的影响。

为了在现有脉冲涡流检测系统中对被检铁磁构件进行更准确的脉冲涡流检测，需要提出一种更加有效的方法来衡量脉冲涡流电磁场的衰减过程，以此来评估被检构件壁厚的腐蚀程度。

发明内容

本发明的目的是提出一种对铁磁构件进行脉冲涡流检测的信号特征量的提取方法，该方法是在现有脉冲涡流电磁无损检测系统的计算机中实现的。本发明信号特征量的提取是将感应电压时域信号以半对数坐标形式存储于计算机中，采集的感应电压时域信号形成感应电压测量曲线，然后依据直线方程y＝k_jx+a_j对所述感应电压测量曲线在0.1倍特征衰减时间之后的曲线段进行最小二乘法拟合，得到直线段斜率与截距两个检测特征量；最后通过所述检测特征量解析出被检铁磁构件的电磁参数、壁厚。在本发明中，利用被检铁磁构件上两个检测点的斜率进行比值开根号，来得到这两个检测点相对壁厚关系从而得到被检构件壁厚的相对变化量，快速、精确地检测出铁磁构件壁厚被腐蚀的情况。

本发明对铁磁构件进行脉冲涡流检测的信号特征量的提取包括有下列步骤：

步骤一：将空心圆柱线圈探头(10)置于被检铁磁构件上第j个检测点Q_j；所述检测点Q_j处的壁厚记为d_j；j为检测点的标识号；

步骤二：利用脉冲涡流电磁无损检测系统对检测点Q_j实施脉冲涡流检测，并将采集得到的感应电压时域信号u(t)存储在计算机中，计算机将所述的感应电压时域信号u(t)绘制在半对数坐标系中，得到感应电压测量曲线；

步骤三：利用直线方程y＝k_jx+a_j对所述感应电压测量曲线上位于0.1倍特征衰减时间τ之后的曲线段进行最小二乘法拟合，得到感应电压拟合直线；

k_j为检测点Q_j处感应电压拟合直线的斜率，且

a_j为检测点Q_j处感应电压拟合直线的截距，且

步骤四：将空心圆柱线圈探头(10)移至被检铁磁构件的下一检测点Q_j+1，重复步骤二和步骤三，得到检测点Q_j+1处的斜率k_j+1和截距a_j+1；

k_j+1为检测点Q_j+1处感应电压拟合直线的斜率，且