[发明专利]一种旋转电磁场管道缺陷分层检测探头及方法

说明书

本发明申请提供一种旋转电磁场管道缺陷分层检测探头及方法，本发明根据管道的检测要求，首先选择多个频率和对应频率的幅值，利用计算机合成具有多个频率信息的正弦信号和余弦信号，然后将产生的信号加载到正交的激励线圈上，根据集肤效应，激励线圈在管道上感应出渗透和传播深度不同的旋转电磁场信号，进而实现对管道的任意方向缺陷的分层检测；同时，激励线圈印制在柔性PCB板上，可以适应不同直径的管道检测需求，2个柔性PCB板贴附于探头壳的前端和后端，产生的旋转电磁场范围覆盖整个管道周向，最终实现了管道任意方向缺陷全周向分层检测。

技术领域

本发明涉及无损检测领域，尤其涉及一种旋转电磁场管道缺陷分层检测探头及方法。

背景技术

管道作为一种重要的结构，被广泛应用于石油石化、核电等领域，但是由于管道长期服役于交变应力、腐蚀、拉压等工况下，极易产生裂纹，如果裂纹不能及时被发现，在极端工况下裂纹迅速拓展，进而导致结构失效，引发事故。

交流电磁场是一种新型的无损检测技术，由于其具有不需要清除表面涂层、对提离不敏感、定量精度高、数学模型精度等优点，目前该技术已经被广泛的应用于管道检测中。然而，现有的交流电磁场检测技术在被测物体的表面感应出单方向的均匀电磁场，只对垂直于感应电流方向的裂纹敏感，检测灵敏度受到裂纹方向和检测探头扫查方向的影响；常规的交流电磁场检测技术采用的是单频激励，感应电磁场穿透深度有限，不能实现管道的分层检测；常规的旋转电磁场采双U型磁芯激励，不能实现对管道全周向的检测。

发明内容

本发明申请提供一种旋转电磁场管道缺陷分层检测探头及方法，通过将选定的含多频信息的激励信号加载到旋转电磁场管道检测探头上，实现了管道任意方向缺陷全周向分层检测。

第一方面，本申请提供一种旋转电磁场管道缺陷分层检测方法，其步骤包括：

S1：根据管道的检测要求，选择合适的激励频率f1，f2…fn和对应的幅值A1，A2…An；

S2：利用计算机生成激励信号X1＝A1*sin(f1*2*π*t)+A2*sin(f2*2*π*t)+…+An*sin(fn*2*π*t)和激励信号X2＝A1*cos(f1*2*π*t)+A2*cos(f2*2*π*t)+…+An*cos(fn*2*π*t)，并将激励信号的波形信息发送给信号发生器；

S3：信号发生器根据S2中波形信息发出激励信号，功率放大器对其进行放大；

S4：S3中的信号被分别加载到一种旋转电磁场管道缺陷分层检测探头的柔性PCB板的上层线圈和下层线圈；

S5：利用S4中的检测探头对管道进行扫查；

S6：一种旋转电磁场管道缺陷分层检测探头中的磁场传感器拾取空间中的磁场信号；

S7：S6中的磁场信号被滤波和放大；

S8：S7中的信号被采集，并送入计算机；

S9：利用计算机对采集到的S8中的信号进行傅里叶变换，提取频率为f1，f2…fn的幅值，并绘制不同频率的信号；

S10：对S9中绘制的不同频率的信号进行分析，进而实现管道缺陷的分层检测。

进一步地，所述n为不小于2的自然数。