[发明专利]一种基于涡流技术的管道工件同时测距测厚法

说明书

本发明属于管道检测技术领域，公开了一种基于涡流技术的管道工件同时测距测厚方法，通过将两个反射式高频线圈作为涡流探头，对称设置到待测管道工件的内侧和外侧，利用两个涡流探头分别测出到管道内外面上的探测距离；再对探测距离进行校正，最后根据校正后的探测距离，确定待测管道工件的管道壁厚测量结果。本发明使用经平板标定法标定好的涡流线圈在管道曲面上测距，同时使用涡流——激光联合测量的方法来获得管道曲面和涡流线圈之间的真实距离，建立这二者之间的对应关系——即校正曲线。在实际测量管道曲面距离时，用平板标定法标定好的涡流线圈的测距结果，再通过校正曲线进行校正，即可得到高精度的管道曲面测距结果。

技术领域

本发明涉及管道检测技术领域，具体而言涉及一种基于涡流技术的管道工件厚度及距离同时测量方法，尤其适用于机械加工、航空航天、船舶运输、石油化工、铁道高铁、压力容器、特种设备等领域金属管道的厚度及距离测量，使用该方法，可在不需要管道曲面基体标定样本的情况下，提高管道厚度及距离的测量精度。

背景技术

涡流检测是基于电磁感应原理的一种无损检测方法，具有非接触、检测速度快的特点，适用于所有导电材料的无损检测，在无损检测及测距、测厚方面具有广泛应用。当通有交变电流的涡流线圈在接近导体试件时，会在导体内部产生涡流，涡流产生反向的交变磁场阻碍原磁场的变化，磁场的反作用引起线圈等效阻抗发生变化。阻抗信号的大小与试件的电磁特性（电阻率、导磁率）、结构尺寸（导体厚度）线圈与试件之间的距离等因素有关，通过分析检测线圈的阻抗变化，就能检测出样件的形状尺寸及物理参数的变化。

金属材料距离及厚度的测量主要利用涡流的提离效应和低频大穿透能力，是涡流检测技术的重要应用领域。线圈和试件之间的距离称为“提离”，涡流传感器与试件之间的距离变化会引起检测线圈的阻抗变化，称为“提离效应”。当低频激励时，涡流的穿透深度很大，其阻抗信号大小和材料深度的大小有关，因此，可以利用低频时阻抗信号的大小来测量材料的厚度。

现有的测厚技术主要使用低频透射式涡流线圈，利用低频产生可穿透材料厚度的涡流来测量厚度，其探头结构为一发一收式，一个线圈用来激励，另外一个线圈在另一侧接收信号。但由于使用低频激励，能量分散，空间分辨率低，故测量精度随材料厚度的增大而下降。

现有的测距技术主要使用高频反射式涡流线圈，探头结构中只有一个自发自收式线圈，利用线圈阻抗信号随距离的大小而变化的特点来测距。但高频激励时，涡流主要集中在材料表面，测距精度高，但由于其穿透深度很浅，故难以用于较厚的管道的管壁厚度测量。

目前，现有技术中使用涡流来进行测距、测厚主要是应用于金属平板的测距和测厚，在测距、测厚之前，需要对待测金属材料进行标定，确定检测信号和距离的对应关系。由于标定需要用到量尺或量块来确定距离大小，而金属管道由于结构弯曲，无法在管道曲面上使用量尺或量块通过标定来确定检测信号和距离的对应关系。由于管道曲面会对涡流线圈的信号产生较大影响，因此若使用在平板上标定好的涡流线圈对管道进行测距、测厚，会造成很大测量误差，故此涡流检测方法无法用于曲率较大的金属管道的距离及厚度测量。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于涡流技术的管道工件同时测距测厚法，采用两个反射式高频线圈测距，达到测厚测距同时实现、且均具有较高精度的目的。同时通过使用标定曲线校正法来消除使用平板标定好的线圈在测量管道时所产生的误差，提高金属管道的测距、测厚精度。

为实现上述目的，本发明提出一种基于涡流技术的管道工件同时测距测厚法，包括以下步骤：

步骤1、将待测管道工件放置在两个间隔开并且平行布置的滚轴上，两个滚轴由电机驱动实现同步转动；

步骤2、通过支撑系统将两个反射式高频线圈作为涡流探头分别固定，并对称地分别设置到待测管道工件的内侧和外侧，其中所述支撑系统可被操作而使两个涡流探头沿着待测管道工件的轴向移动，以改变轴向测量位置；

步骤3、测量过程中，由两个涡流探头分别测出到管道内外面上的探测距离和；