渦流檢測的技術(shù)

名目渦流檢測技術(shù)及進(jìn)展… 2渦流檢測自然裂紋與信號(hào)處理… 5壓力容器列管渦流檢測技術(shù)的爭論… 9金屬銹蝕的渦流檢測… 11渦流檢測技術(shù)及進(jìn)展引言渦流檢測是建立在電磁感應(yīng)原理根底上的無損檢測方法。如圖1，法拉線圈靠近被檢工件時(shí)，該工件外表感應(yīng)出渦流同時(shí)產(chǎn)生與原磁場方向相反的磁能器、渦流檢測信號(hào)處理技術(shù)及渦流檢測儀器等方面消滅長足進(jìn)展。渦流檢測的信號(hào)處理技術(shù)出最正確的信號(hào)特征和檢測結(jié)果。信號(hào)特征量提取常用的特征量提取方法有傅里葉描述法、主重量分析法和小波變換法。尺寸變換及起始點(diǎn)選擇變化而變化。重量分析法，該方法對(duì)于相像缺陷的區(qū)分力較強(qiáng)。的信號(hào)，其信噪比會(huì)得到很大的提高。信號(hào)分析人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)使網(wǎng)絡(luò)輸入變量維數(shù)由N2降到N，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造大為簡化，訓(xùn)練速度很快，具有較高的缺陷識(shí)別率和有用價(jià)值。的數(shù)據(jù)同樣有效。信息融合技術(shù)得到被測對(duì)象的統(tǒng)一最正確估量。渦流C掃描圖像的融合，將圖像分解為多子帶圖像，并在轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)承受融合算法實(shí)現(xiàn)圖像融合。KaBartels等承受信噪比最優(yōu)方法合并渦流信號(hào)，并用空間頻率補(bǔ)償方法使合并前高頻信號(hào)變得模糊而低頻信號(hào)變得清楚。ZLiu等利用都被保存下來，因此內(nèi)部和外表缺陷信息得到增加。渦流逆問題求解信號(hào)反推媒質(zhì)參數(shù)(電導(dǎo)率)或外形(缺陷)，屬于電磁場理論中的逆問題。被測件外表磁導(dǎo)率變化等模型。矩量法和邊界元法等。渦流檢測設(shè)備美國的EM3300和MIZ-20為承受阻抗平面顯示技術(shù)典型產(chǎn)品，而TM-128MFE-1三頻渦流EEC-35EEC-36EEC-38EEC-39和ET-355ET-555ET-556等。制等方面取得爭論成果，推出商品化遠(yuǎn)場渦流檢測儀器，其中ET-556H和EEC-39RFT已用于化工煉油設(shè)備的鋼質(zhì)熱交換管和電廠高壓加熱器鋼管的在役探傷。泛應(yīng)用。渦流檢測自然裂紋與信號(hào)處理渦流檢測(EddyCurrentTesting,ECT)是一種檢測導(dǎo)電材料外表及近外表缺陷檢測中得到廣泛應(yīng)用。然而,由于受到環(huán)境噪聲及探頭提離與設(shè)備構(gòu)造變化所引起的非缺陷信號(hào)的影響,缺陷的ECT信號(hào)往往被惡化。為了增加缺陷檢測及表征的牢靠性和有效性,在使用缺陷分類和外形反演技術(shù)之前,需要承受信號(hào)預(yù)處理技術(shù)來提高ECT信號(hào)的信噪比。小波分析可以供給信號(hào)的頻率信息和空間位置信息,對(duì)于分析信號(hào)的局部特理ECT信號(hào),可以增加缺陷信號(hào)的信噪比,使缺陷被牢靠檢測及準(zhǔn)確表征。自然裂紋ECT信號(hào)的采集為了使分析結(jié)果接近實(shí)際,承受自然裂紋作為爭論對(duì)象。選用200mm長,100mm寬8mm厚的合金鋼板,先沿寬度方向在平板外表中心加工一條淺槽,然后固定在機(jī)械裝置上,并使平板兩端及中間三點(diǎn)反復(fù)受力彎曲,直到最終產(chǎn)生疲乏裂紋。按此方法制作了多塊具有疲乏裂紋的試樣。,用安裝線圈探頭的渦流檢測儀在多種不同頻率下對(duì)裂紋進(jìn)展掃描以獲得ECT信號(hào)。探頭由渦流檢測儀鼓勵(lì),并由計(jì)算機(jī)掌握的掃描平臺(tái)進(jìn)展準(zhǔn)確定位。探頭在試樣不同位置采集的ECT信號(hào)被送到檢測儀,并經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)起來,用于分析處理。圖1顯示了鼓勵(lì)電流頻率為100kHz時(shí),探頭在平板上方沿裂紋方向掃描時(shí)所采集的ECT信號(hào)。橫坐標(biāo)代表探頭采樣點(diǎn)位置,而縱軸表示采集的ECT信號(hào)幅度大小。在圖1中所示的信號(hào)中,可見低頻的提離噪聲信號(hào)比缺陷信號(hào)強(qiáng)的多,缺陷信號(hào)幾乎被提離噪聲湮沒。將導(dǎo)致缺陷不能被牢靠檢測和表征。在圖1中也存在環(huán)境等因素引起的白噪聲信號(hào),雖然不太明顯,但同樣干擾對(duì)缺陷的識(shí)別。離散小波變換的信號(hào)處理算法2.1 ECT信號(hào)的小波分解這里承受被稱為正交緊支集的Daubechies小波對(duì)ECT信號(hào)進(jìn)展離散小波分ft)進(jìn)展M選擇根本小波和分解頻率級(jí)M,缺陷信號(hào)和噪聲能相互分別。低頻提離噪聲可以被分解成AM,而缺陷信號(hào)和高頻噪音可以被分解成{Dj}{Dj}的高頻級(jí)主要被高頻噪聲掌握,其中也包含局部缺陷信號(hào)的高頻重量。經(jīng)過屢次對(duì)ECT信號(hào)進(jìn)展分解比較,覺察承受10階Daubechies小波將信號(hào)進(jìn)行7個(gè)尺度的小波分解,其中低頻近似重量可以將提離噪聲提取出來。圖2顯示了對(duì)圖1所示ECT信號(hào)進(jìn)展分解的狀況。圖2最上方的波形是原始信號(hào),缺陷信號(hào)是一個(gè)消滅在位置120四周的帶通信號(hào)。圖2中的其它波形是信號(hào)分解的局部結(jié)果。從圖2中可以明顯看出低頻靠近系數(shù)a7提取出了提離噪聲,而白噪聲主要包含在高頻細(xì)節(jié)重量d1、d2中。2.2 小波系數(shù)的處理和缺陷信號(hào)的重構(gòu)對(duì)原始ECT信號(hào)進(jìn)展小波分解之后,依據(jù)下面的原則處理分解系數(shù)。由于原始信號(hào)中提離噪聲很強(qiáng),所以首先應(yīng)將其去除,然后再考慮去除白噪聲。在a7中的系數(shù)主要為提離噪聲,因此將它設(shè)為零去除3]。除去代表提離噪聲的低頻近似系數(shù)a7后,覺察信號(hào)中仍舊含有局部提離噪聲,所以對(duì)去除局部提離噪聲的信號(hào)繼續(xù)使用10階Daubechies小波將信號(hào)分解成9個(gè)頻率級(jí),除去代表提離噪聲的低頻近似系數(shù)之后的信號(hào)如圖3所示。去除提離噪聲后,接下來就需要去除包含在細(xì)節(jié)系數(shù){Dj中的白噪聲,雖然白噪聲與缺陷信號(hào)有重疊,但利用白噪聲與缺陷信號(hào)的不同空間幅頻特征,可以通過一些算法處理小波系數(shù),有效地削減白噪聲。利用5階Daubechies小波對(duì)圖3中兩次去除提離噪聲后的信號(hào)進(jìn)展離散小波,如圖44低區(qū)分率下的小波變換全部保存,高區(qū)分率下的小波變換則只有被確認(rèn)為缺陷信號(hào)四周的各點(diǎn)才予以保存,其余的都加以去除。在各級(jí)細(xì)節(jié)中的小波系數(shù)既來自缺陷信號(hào),也來自高頻噪聲。為了去除噪聲,大,通過設(shè)置門限,缺陷信號(hào)的小波系數(shù)可以很簡潔地選擇出來。結(jié)論承受小波變換信號(hào)處理技術(shù)來削減從自然裂紋試樣獲得的一維和二維ECT信號(hào)中的非缺陷信號(hào)和白噪聲,結(jié)果顯示有效地減小了白噪聲和非缺陷信號(hào),重構(gòu)了缺陷信號(hào)。與傅立葉變換等傳統(tǒng)濾波技術(shù)相比,承受小波變換方法去噪具有加強(qiáng)ECT信保證。壓力容器列管渦流檢測技術(shù)的爭論前言壓力容器中加熱器一般都由很多鋼管組成,它們長期承受壓力和腐蝕,管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生各種應(yīng)力腐蝕裂紋和點(diǎn)蝕缺陷,需定期進(jìn)展檢測以保證設(shè)備的安全運(yùn)行。由于鋼管數(shù)目多,拆卸又不便利,通常承受現(xiàn)場檢測的方法。渦流檢測具有不需,是對(duì)這一類管子進(jìn)展檢測的最好方式。但是,由于在檢測加熱管的內(nèi)外壁缺陷時(shí),管外部的管板、支撐板和支承條等都會(huì)產(chǎn)生干擾信號(hào),需加以抑制。雙頻渦流檢測技術(shù)承受兩個(gè)頻率同時(shí)工作,具有兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的測試通道,既能有效地抑制上述干擾信號(hào),又能準(zhǔn)確地檢測出缺陷信號(hào)。比照試樣制作材料要求用于比照試樣的鋼管須與被探傷鋼管的公稱尺寸一樣,及熱處理狀態(tài)相像,即有相像的電磁特性,鋼管的彎曲度不大于1.5∶1000,外表無氧化皮,無影響校準(zhǔn)的缺陷。制作按標(biāo)準(zhǔn),比照試樣的人工缺陷為穿過管壁并垂直于鋼管外表的孔,人工缺陷為五個(gè),其中三個(gè)處于比照試樣中間局部,沿圓周分布,大體上互成120°角,彼此之間的周向距離不小于200mm,距管兩端不大于200mm處各加工一個(gè)一樣的人工缺陷,以檢驗(yàn)端部效應(yīng),如圖1所示。雙頻渦流檢測原理雙頻渦流儀的測量電路通常是一溝通電橋。其檢測線圈一般接成差動(dòng)形式,構(gòu)成電橋的兩臂。當(dāng)測量電橋平衡(即線圈在遠(yuǎn)離缺陷或橫跨缺陷兩邊時(shí)),其平衡,使測量電橋先后輸出兩個(gè)相應(yīng)的不平衡信號(hào),經(jīng)放大處理后,在阻抗平8危害程度。傳感器設(shè)計(jì)與制作傳感器的技術(shù)要求為了提高檢測靈敏度和牢靠性,需要使缺陷信號(hào)具有足夠的幅度并與其它信,接成差動(dòng)形式的檢測線圈構(gòu)成溝通電橋的兩臂,電橋電流的檢測靈敏度與線圈阻抗變化率、橋臂系數(shù)及鼓勵(lì)電壓有關(guān)。為了提高檢測靈敏度,可以適當(dāng)?shù)靥岣唠妷汉蜆虮巯禂?shù),以增大檢測線圈阻抗的相對(duì)變化率,為此必需合理地選擇線圈的尺寸和參數(shù)。線圈尺寸的選擇一載流扁平線圈,實(shí)際上是多層密繞的螺線管,當(dāng)線圈內(nèi)通過電流I時(shí),電流密度J為:式中rarbh———軸向厚度;n———線圈匝數(shù)。設(shè)線圈內(nèi)通過的電流I=10mA,則依據(jù)肯定參數(shù)可描繪出扁平線圈軸線上的B0X曲線,如圖2所示。由圖2可見,線圈外徑大,線圈線性范圍大,靈敏度低;線圈外徑小,線圈線性范圍小,靈敏度高;線圈軸向厚度小,靈敏度高;線圈內(nèi)徑不同時(shí),軸向磁場變,為了使外徑肯定的線圈有較大的線性范圍和盡可能高的靈敏度,設(shè)計(jì)時(shí)要盡可能選擇薄的線圈。線圈參數(shù)的選擇實(shí)際繞制線圈時(shí),線圈匝數(shù)可由下式估算L40πrnKn/l式中r———線圈平均半徑;n———線圈匝數(shù);l———線圈長度;Kn———考慮到線圈長度為有限時(shí),磁場分布不均勻,需要加以修正的系數(shù)。傳感器的制作制作時(shí),先按設(shè)計(jì)好的圖樣制作線圈骨架(材料通常承受耐輻射和耐高溫的尼龍棒),其車制工藝要求嚴(yán)格、認(rèn)真,兩個(gè)槽的尺寸(深和寬)盡可能全都,而且要求槽壁光滑,不能有毛刺。繞線要均勻、平穩(wěn)。繞制好的線圈的電阻、電感及性能等必需測量,出電纜線連接到內(nèi)骨架的接線柱上,并用膠(如環(huán)氧樹脂)封裝。金屬銹蝕的渦流檢測本章所述“銹蝕”是專指鋼鐵和鐵基合金的腐蝕而言,它們在大氣中或工爭論方向?？棙?gòu)造等都會(huì)發(fā)生變化,這些物理或力學(xué)性能的變化可用來衡量鋼鐵銹蝕的嚴(yán)峻試驗(yàn)過程試樣及檢測電路4塊材料均為Q235A,B,C,D分別代表沒有銹蝕、稍微銹蝕、中等銹蝕、嚴(yán)峻銹蝕。為了削減提離距離變化等因素對(duì)銹蝕檢測結(jié)果的不利影響,制作了同軸雙線圈渦流傳感器,其內(nèi)、外線圈的電感值分別為80uH和180Uh。并實(shí)行肯定的措的檢測電路框圖見圖3。最正確檢測頻率確實(shí)定選擇最正確檢測頻率可提高信噪比,提高信號(hào)的靈敏度,抑制各種干擾因素制干擾參數(shù)所承受的方法有關(guān)。0,號(hào)頻率,分別測出檢測電路的輸出電壓,然后依據(jù)所測數(shù)據(jù)作出輸出電壓與鼓勵(lì)頻率之間的關(guān)系曲線,如圖4所示。由圖4可知,鼓勵(lì)頻率為130kHz左右時(shí),輸出電壓幅值最大,進(jìn)一步的試驗(yàn)證明,在提離距離發(fā)生變化時(shí),各試塊的檢測電路輸出電壓變化量.靈敏度以124kHz時(shí)為最大。因此,可以確定最正確檢測頻率為