[发明专利]用于电压检测的温度补偿方法、电场指纹检测方法及系统

说明书

本发明提供的用于电压检测的温度补偿方法，该方法根据材料特性以及金属电阻率随时间而发生变化的规律，用回归分析的方法建立一个温度与电压变化的关系方程，而后通过推导得到温度补偿方程，并基于实测温度对采集电压进行温度补偿。新的补偿方式不会受到现场环境复杂性的影响，而且更简单直接在监测采集数据过程中进行补偿，受人员和人工操作的影响小，不仅可以提高温度补偿的精度而且能够更好的保证其稳定性，并且通过新的补偿方法减少了参比电极对的安装，减小了外加因素对现场的影响，提高安全性。本方法能更准确的反应温度的实时变化对电压信号的影响，同步性好，且施工难度低，无需外部的额外安装，节省了材料成本和安装成本，经济性好。

技术领域

本发明涉及检测技术领域，具体的为一种检测电压的温度补偿方法以及应用于检测领域的电场指纹检测方法和系统。

背景技术

电场指纹(FSM)检测技术是一种新型的无损检测技术，主要依据被测对象表面微小电压变化，对金属结构的缺陷、裂纹、腐蚀以及它们的扩展情况进行高精度的检测。电场指纹(FSM)检测技术可实现在线实时监测且监测精度及准确性高，可辨别不同的腐蚀类型。

电场指纹技术采集的是金属结构因为腐蚀缺陷的发生、发展所引起的监测对象表面的电压变化。当金属结构受到腐蚀时，即结构厚度发生变化时，可以测量出表面的电压变化，通过与金属结构初始的电压值比较，可以进一步研究电压值变化量与结构壁厚减薄量之间的关系。

上式中I是恒定的激励电流，长度L、宽度W是根据采集矩阵的有效检测区面积所确定的固定值，当温度恒定时电阻率ρ是常数，则电压的变化仅与被测金属结构的壁厚T成反比。但当温度发生变化时，电阻率ρ会随之变化，使得检测电压的变化还与ρ的变化有关，从而影响对金属结构壁厚减薄的判断，所以有效的温度补偿是必不可少的。

现有技术中，温度补偿的方法通常都是在被测部位附近安装一块与被测物体材质相同的参考板(或采用被检测结构上的某一段)，然后在参考板上安装参考电极，通过被测物体本身的测量电极的测量值与参考电极的测量值的比较来做温度补偿，但这需要参考板与被测部位的环境参数保持一致，且在检测过程中不能受到任何形式的损伤、破坏。这种温度补偿方法存在以下不足：

(1)温差极不稳定。在实际应用中，由于工艺环境和被测结构的复杂性以及各自传热和散热条件不尽相同，参考板的温度和被测对象检测部位的温度存在一定差异；而且参考板属于额外的硬件安装，其安装位置和检测结果的监测很大程度依赖于人工经验，如果安装过程有偏差，会因为现场的复杂性及参考板本身随着时间的变化而加大温度补偿的误差，而额外的硬件安装也会对被测物产生一些影响。

(2)忽略了服役环境的腐蚀性带来的影响。当参考板长期暴露在具有腐蚀性的服役环境中时，根据参考电极定义的参考板检测区面积所确定的长度L、宽度W和壁厚T将由于参考板的腐蚀将不再是固定值，此时参考板电压的变化不仅受温度的影响，还要受参考板的外形参数的变化影响。这也给准确的温度补偿带来一定困难。

综上，这种温度补偿方法稳定性不好，而且对于安装的需求很高，有较多的不确定因素。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中，基于参考板的温度补偿方法的不足，提供一种基于电场指纹技术采集电压的新的温度补偿方法，并结合无损检测技术领域的具体应用提供一种采用该温度补偿方法的无损检测方法，可对检测结果进行精确补偿，以修正检测结果的温度补偿方法。

为了实现以上作用，本发明提供以下技术方法：

用于电压检测的温度补偿方法，用于修正由于温度变化引起的金属电压采集结果的变化，所述温度补偿方法包括以下步骤：

在模拟软件中建立待检测金属材料的仿真模型，并在模型上布置电压采集矩阵；

模拟不同的温度，并获取电压采集矩阵反馈的不同温度下的电压值；