[发明专利]一种基于脉冲涡流的缺陷深度检测装置及方法

说明书

本发明提供一种基于脉冲涡流的缺陷深度检测装置及方法，涉及无损检测技术领域。具体方法如下：激励信号发生器产生周期脉冲信号，经过功率放大模块之后，加在激励线圈两端；检测线圈接收试件上方磁场信号，转换成模拟电压信号后输出给信号调理模块；信号调理模块对模拟电压信号进行滤波、放大后输出给A/D转换模块；A/D转换模块在采集触发模块控制下进行信号的模/数转换，转换后的数字信号送入特征参数辨识模块辨识得到特征参数，然后送入基于随机森林的缺陷深度检测模块，检测试件上缺陷的深度信息。本发明装置建立的脉冲涡流检测系统的物理模型，由于考虑了试件上感应涡流对特征参数的影响，提高了建模精度，减小了缺陷深度的检测误差。

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种基于脉冲涡流的缺陷深度检测装置及方法。

背景技术

随着国内外油气管道的逐步加长、运输量的逐步加大，油气管道高效安全的输送得到了广泛的重视。由于长时间的腐蚀、磨损以及意外的机械损伤等原因，铁磁性油气输送管道会形成各种各样的缺陷。为了防止泄露事故的发生，有必要利用管道检测装置对管道进行检测。涡流检测技术是一种独特而低成本的高速大规模检测技术，有独特的优点；与超声法和射线法相比,它不需要耦合剂,可以非接触性测量,检测速度更快；与磁粉法相比,对磁性和非磁性材料均有效,而且不污染环境；与渗透法相比,它不需要清洗试件,可以实现检测自动化。目前针对油气管道缺陷的脉冲涡流检测探头和检测方法研究较少，相关设备价格较贵、检测精度低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于脉冲涡流的缺陷深度检测装置及方法，减小了缺陷深度的检测误差。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一方面，本发明提供一种基于脉冲涡流的缺陷深度检测装置，包括：激励信号发生器、功率放大模块、激励线圈、检测线圈、信号调理模块、A/D转换模块、DSP中央处理单元；所述激励信号发生器与功率放大模块的输入端相连，功率放大模块的输出端与激励线圈的两端相连接，检测线圈与激励线圈同轴放置，信号调理模块的输入端与检测线圈的输出端相连，信号调理模块的输出端与A/D转换模块的输入端相连，A/D转换模块的输出端与DSP中央处理单元的输入端相连接；

所述激励信号发生器用于产生周期脉冲信号，将周期性脉冲信号传输至功率放大模块；

所述功率放大模块用于对激励信号发生器产生的周期脉冲信号进行电压、电流放大后加到激励线圈两端；

所述激励线圈用于通入放大后的周期脉冲信号，产生交变磁场；

所述检测线圈用于检测被测试件上方的磁场信号，并将其转换成电压信号输出至信号调理单元；

所述信号调理模块用于对检测线圈上检测到的电压信号进行滤波、放大后输出至A/D转换单元；

所述A/D转换模块用于将信号调理模块输出的电压信号转化为数字电压信号，并将转换后的数字信号输出至DSP数据处理模块；

所述DSP中央处理单元包括采集触发模块、特征参数辨识模块、基于随机森林的缺陷深度检测模块；所述采集触发模块用于控制A/D转换模块进行电压的数/模转换；所述特征参数辨识模块用于提取经过采集触发模块控制后的A/D转换模块输出的数字电压信号，通过构建的脉冲涡流检测系统的物理模型对该信号进行特征参数辨识，将辨识后的特征参数输出至基于随机森林的缺陷深度检测模块；所述基于随机森林的缺陷深度检测模块用于将特征参数辨识模块输出的特征参数作为输入，输出检测出试件缺陷的深度信息；

另一方面，本发明提供一种基于脉冲涡流的缺陷深度检测方法，通过一种基于脉冲涡流的缺陷深度检测装置实现，包括以下步骤：

步骤1：用检测线圈采集被测试件上方的磁场信号，并将其转换为电压信号，进行滤波放大后，进一步转换为数字电压信号；