專利名稱：：導磁構(gòu)件超強磁化漏磁檢測方法與裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種導磁構(gòu)件漏磁無損檢測技術，具體涉及一種導磁構(gòu)件超強磁化漏磁檢測方法與裝置。
背景技術：
：漏磁檢測方法是從磁粉檢測法延伸出來的。最初的磁化方式為剩磁法，被檢測導磁構(gòu)件的磁化狀態(tài)很弱；隨后的直接常規(guī)磁化法加強了被檢測導磁構(gòu)件的磁化狀態(tài)，增強了缺陷的顯示指示性，但存在著缺陷走向與磁化方向有關的檢出性問題磁化方向盡可能與缺陷走向垂直才能夠很好的被檢測并觀察出。所以目前導磁構(gòu)件上全方位走向傷的全面只能采用復合磁化漏磁檢測方法得以完成，檢測方法相對掃查運動復雜，檢測裝置結(jié)構(gòu)復雜，成本高，且由于低速的螺旋推進掃查運動導致不能實現(xiàn)高速檢測。另外，不能適應自身難以作旋轉(zhuǎn)動作的導磁構(gòu)件(如連續(xù)油管、鋼帶、方鉆具、鋼軌等)上全方位走向傷的全面檢測；也不能完成縱向焊縫上的平行于焊縫走向的傷的檢測。'在漏磁檢測中，對于鋼管、連續(xù)油管、鋼帶、方鉆具、鋼軌等"細長"形導磁構(gòu)件，往往將沿著其外形長尺寸方向為軸向(或縱向)，而垂直于該方向的為周向(或橫向)。導磁構(gòu)件軸向磁化最易檢測與其軸線夾角為90°走向的傷(簡稱橫向傷)，但也用于檢測與其軸線夾角為45-90。的近橫向走向的傷，所以實際上橫向傷包括與導磁構(gòu)件軸線夾角為45-90°走向傷；同樣地，縱向傷包括與導磁構(gòu)件軸線夾角為0-45。走向的傷。所以，導磁構(gòu)件上全方位走向傷的檢測也即其橫、縱向傷的全面檢測。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務是提供一種導磁構(gòu)件超強磁化漏磁檢測方法，該方法易于實現(xiàn)，成本較低，并且適用性強；本發(fā)明還提供了實現(xiàn)該方法的裝置。本發(fā)明提供的導磁構(gòu)件超強磁化漏磁檢測方法，其步驟包括第1步、將待檢測的導磁構(gòu)件伸入穿過式線圈內(nèi)，對其進行軸向超強磁化，形成縱、橫向傷泄漏磁場的超強激勵場；第2步、利用磁敏檢測元件拾取縱、橫向傷處泄漏磁場，在待檢測的導磁構(gòu)件的軸向方向設置二個磁敏檢測元件，周向方向設置至少二個磁敏檢測元件，拾取位置點成陣列分布；第3步、將磁敏檢測元件拾取的磁場轉(zhuǎn)化為電壓信號，如果電壓有突變，導磁構(gòu)件的該拾取位置點存在傷，否則，導磁構(gòu)件的該拾取位置點不存在傷；第4步、被檢測導磁構(gòu)件以直進式相對運動通過穿過式磁化線圈和磁敏檢測元件，重復上述過程，完成構(gòu)件體上縱、橫向傷的全面檢測。由于在上述檢測中，相同損傷當量的縱、橫向傷所對應的檢出電壓信號幅值有差異，為了達到相同損傷當量的縱、橫向傷損傷級別的一致判斷，所以在第3步中，如果確定傷存在，則進行下述處理；①、采用信號求和及比較法進行縱、橫向傷信號區(qū)分利用如下公式(I)(II)判斷當式(I)成立時，該電壓信號為橫向傷l的檢出信號，當式(II)成立時，該電壓信號為縱向傷2的檢出信號。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>式中，i、j分別表示周向方向和軸向方向磁敏檢測元件的序號；②對縱、橫向傷檢出信號進行補償，對縱向或橫向傷進行信號幅值放大或縮小，實現(xiàn)相同損傷當量的縱橫向傷級別的一致識別。本發(fā)明提供的導磁構(gòu)件超強磁化漏磁檢測裝置，包括穿過式線圈、第一磁敏組件，信號識別補償組件，數(shù)據(jù)采集卡和磁敏組件安裝板；第一磁敏組件與穿過式線圈通過磁敏元件安裝板連接為一體；信號識別補償組件由加法器、比較器、第一放大器串聯(lián)構(gòu)成，加法器與第一磁敏檢測組件相連；數(shù)據(jù)采集卡由濾波器、第二放大器以及A/D轉(zhuǎn)換器串聯(lián)構(gòu)成；濾波器與第一放大器相連。第一磁敏組件包括成陣列分布的磁敏檢測元件，其中，在待檢測的導磁構(gòu)件的軸向方向設置有二個磁敏檢測元件，在周向方向設置有至少二個磁敏檢測元件。本發(fā)明提供的導磁構(gòu)件超強磁化漏磁檢測方法是基于導磁構(gòu)件上任何走向的傷在單一方向的磁激勵足夠強時均可被激發(fā)出泄漏場這一原理的。在剩磁磁化法和常規(guī)直接磁化條件下，所產(chǎn)生的單一磁化場可激發(fā)出垂直于磁化場方向走向傷的泄漏磁場并被觀察或檢測出；但此時對于平行于該磁化方向走向傷由于磁通分流卻沒能激發(fā)出的泄漏磁場，難以形成傷的顯示指示并被觀察出；將常規(guī)磁化場強度增大達到中心場強1T以上的超強磁化場，激發(fā)出平行于該超強場走向傷的泄漏場，且能夠很好的形成顯示指示并被檢測出來。這樣在單一方向的超強磁化狀態(tài)下可以檢測出導磁構(gòu)件上縱、橫向傷，形成超強漏磁檢測方法。本發(fā)明提供的導磁構(gòu)件超強磁化漏磁檢測方法的特點是采用穿過式磁化線圈對導磁構(gòu)件進行軸向超強磁化，激發(fā)出導磁構(gòu)件上縱、橫向傷的泄漏磁場并利用磁敏元件陣列拾取，實現(xiàn)導磁構(gòu)件上縱、橫向傷的檢出；然后通過陣列元件信號求和比較法進行縱、橫向傷檢出信號的識別，并對縱、橫向傷檢出信號進行補償，實現(xiàn)同損傷當量的縱、橫向傷等信號幅值與靈敏度的統(tǒng)一判斷。總之，本發(fā)明方法首先將傳統(tǒng)的導磁構(gòu)件復合磁化漏磁檢測方法進行簡化與統(tǒng)一，降低成本；實現(xiàn)導磁構(gòu)件與檢測單元之間簡單的直進式相對掃查運動，完成高速高效地探傷；同時，能完成自身難以作旋轉(zhuǎn)運動的導磁構(gòu)件(如連續(xù)油管、鋼帶、方鉆具、鋼軌等)縱、橫向傷的全面檢測；也能適應縱向焊縫上縱向傷的檢測。圖1.1為本發(fā)明檢測原理中常規(guī)磁化漏磁檢測示意圖；圖1.2為本發(fā)明檢測原理中超強磁化漏磁檢測示意圖；圖2.1為本發(fā)明檢測方法示意圖2.2為本發(fā)明檢測方法縱、橫向傷識別補償原理示意圖3.1為本發(fā)明檢測裝置總體示意圖3.2為本發(fā)明檢測裝置3.1中磁敏組件結(jié)構(gòu)示意圖4.1為本發(fā)明檢測裝置3.1中磁敏組件針對鋼管檢測的結(jié)構(gòu)示意圖4.2為本發(fā)明檢測裝置3.1中磁敏組件針對方形鉆具檢測的結(jié)構(gòu)示意圖4.3為本發(fā)明檢測裝置3.1中磁敏組件針對鋼帶(板)檢測的結(jié)構(gòu)示意圖4.4為本發(fā)明檢測裝置3.1中磁敏組件針對鋼軌檢測的結(jié)構(gòu)示意圖5.1為本發(fā)明檢測N5(截面積損失5%100)橫向傷時，磁敏元件5a、5b的檢出信號R,、K12及兩者求和R,+712輸出波形圖5.2為本發(fā)明檢測N5(截面積損失5%100)橫向傷時，磁敏元件5a、5c的檢出信號^、r21及兩者求和+K21輸出波形圖5.3為本發(fā)明檢測N5(截面積損失5%100)縱向傷時，磁敏元件5a、5b的檢出信號rn、F12及兩者求和K,+K2輸出波形圖5.4為本發(fā)明檢測N5(截面積損失5%100)縱向傷時，磁敏元件5a、5c的檢出信號K,、K21及兩者求和rn+r21輸出波形圖5.5為本發(fā)明檢測N5(截面積損失5%100)的縱、橫向傷的最終檢測輸出波形具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。如圖1.1、1.2所示，在剩磁磁化法和常規(guī)直接磁化條件下，所產(chǎn)生的單一磁化場H1可激發(fā)出垂直于磁化場H1方向走向的傷(即橫向傷l)的泄漏磁場并被觀察或檢測出；但此時對于平行于磁化場HI方向走向的傷(即縱向傷2):由于磁通在導磁構(gòu)件內(nèi)的分流導致難以激發(fā)出的泄漏磁場，不能形成傷的顯示指示并被觀察出；將常規(guī)磁化場H強度增大到Hl，,達到中心場強1T的超強磁化場，激發(fā)出縱向傷2的泄漏場，且能夠很好的形成顯示指示并被檢測出來。這樣在單一方向的超強磁化狀態(tài)下可以檢測出導磁構(gòu)件的縱、橫向傷，形成超強漏磁檢測方法。如圖2.1、2.2所示，本發(fā)明提供的導磁構(gòu)件超強磁化漏磁檢測方法，其主要實施步驟為第1步、將待檢測的導磁構(gòu)件4伸入穿過式線圈3內(nèi)，對其進行軸向超強磁化，并使磁化線圈中心的軸向磁化場強度H1達到1T以上，形成縱、橫向傷泄漏磁場的超強激勵場；第2步、利用磁敏組件5拾取縱、橫向傷處泄漏磁場，拾取位置點成陣列布置，所拾取的磁場強度r記為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其中，w表示導磁構(gòu)件4的周向方向磁敏元件的個數(shù)，"為大于等于2的正整數(shù)。第3步、將磁敏組件5拾取的磁場轉(zhuǎn)化為電壓信號，如果電壓有突變，導磁構(gòu)件的該位置點存在傷，否則，導磁構(gòu)件的該位置點不存在傷；第4步、被檢測導磁構(gòu)件4以直進式相對運動通過穿過式磁化線圈3和磁敏組件5，重復上述過程，完成構(gòu)件體上縱、橫向傷的全面檢測。由于在上述檢測中，相同損傷當量的縱、橫向傷所對應的檢出電壓信號幅值有差異，為了達到相同損傷當量的縱、橫向傷損傷級別的一致判斷，所以在第3步中，如果確定傷存在，則進行下述處理；①、采用信號求和及比較法進行縱、橫向傷信號區(qū)分利用如下公式(I)(II)判斷當式(I)成立時，該電壓信號為橫向傷l的檢出信號，當式(II)成立時，該電壓信號為縱向傷2的檢出信號。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>(I)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>(II)式中，i、j分別表示周向方向和軸向方向磁敏檢測元件的序號；②對縱、橫向傷檢出信號進行補償當為縱向傷2的檢出信號時，對其進行信號放大補償，放大倍數(shù)為1,實現(xiàn)相同損傷當量的縱橫向傷級別的一致識別?；蛘?，當為橫向傷1的檢出信號時，對其進行信號縮小補償，縮小數(shù)為2/3，實現(xiàn)相同損傷當量的縱橫向傷級別的一致識別。倍為防止漏檢，可以再布置一套磁敏組件，兩套磁敏組件在導磁構(gòu)件的軸向方向錯位布置，在其橫向方向交錯布置，對于該套磁敏組件所拾取的磁場強度按照上述相同的方式進行處理，以確保檢測的準確性。下面以二套磁敏檢測組件為例，說明本發(fā)明提供的基于超強磁化的導磁構(gòu)件漏磁檢測裝置的結(jié)構(gòu)。如圖3.1所示，它主要包括穿過式線圈3，第一、第二磁敏組件5、5'，信號識別補償組件6，數(shù)據(jù)采集卡7，磁敏組件安裝板8。第一、第二磁敏組件5、5'與穿過式線圈3通過磁敏元件安裝板8連接為一體。檢測時，讓導磁構(gòu)件4在驅(qū)動滾輪9、9'上以直進式相對運動通過穿過式磁化線圈和磁敏檢測元件，穿過式線圈3對被檢測導磁構(gòu)件4進行單一軸向超強磁化，磁化場強度達1T以上，第一、第二磁敏組件5、5'拾取被檢構(gòu)件4上縱、橫向傷的泄漏場信息，經(jīng)過信號識別補償組件6對被檢測出的縱、橫向傷信號進行識別并加以補償，達到損傷當量相同的縱、橫向傷信號幅值相等以后，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集卡7獲取數(shù)字量的檢測信號。當導磁構(gòu)件驅(qū)動裝置9、9'驅(qū)動被檢測導磁構(gòu)件4通過穿過式線圈3、第一第二磁敏組件5、5'后，完成導磁構(gòu)件4的整體檢測。信號識別補償組件6由加法器10、比較器11、第一放大器12串聯(lián)構(gòu)成，用以對縱、橫向傷的檢出信號進行識別判斷并對其幅值加以補償處理，其中加法器10用以對磁敏元件輸出信號求和，比較器11用以對輸出信號進行比較并依據(jù)公式進行識別判別，第一放大器12最后對識別后的信號進行幅值補償。加法器10分別與第一、第二磁敏檢測組件5、5'相連。數(shù)據(jù)采集卡7由濾波器13、第二放大器14以及A/D轉(zhuǎn)換器15串聯(lián)構(gòu)成。濾波器13與第一放大器12相連。如圖3.2所示，磁敏組件5由磁敏元件5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5h構(gòu)成，磁敏組件5'由磁敏元件5a，、5b，、5c，、5d，、5e，、5f，、5g，、5h，構(gòu)成。磁敏元件5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5h與5a，、5b，、5c，、5d，、5e'、5f'、5g'、5h'在導磁構(gòu)件軸向方向錯位布置，在導磁構(gòu)件橫向方向交錯布置，以防止漏檢。如圖3.1所示，本發(fā)明檢測裝置中檢測鋼管4a、方形鉆具4b、板材4c及鋼軌4d時的磁敏組件分別如圖4.1至4.4中的50、5p、5q及5r所示。檢測時，對于N5(截面積損失5%100)的橫向傷，磁敏元件5a、5b、5c獲得對應的檢出信號分別為「u、「12、r21，其求和輸出為^+^、^n+「21，可獲得對應的檢出輸出波形如圖5.1、5.2所示。檢出信號的幅值關系為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>滿足公式(1)，判斷為橫向傷，與實際相向符合。對于N5(截面積損失5%100)的縱向傷，磁敏元件5a、5b、5c獲得對應的檢出信號分別為^、F12、K2I，其求和輸出為「11+^12、K11+F21，可獲得對應的檢出輸出波形如圖5.3、5.4所示。檢出信號的幅值關系為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>滿足公式(11)，判斷為縱向傷，與實際相向符合。此時，N5正確判斷為縱向傷，對其進行信號放大補償，放大倍數(shù)為1.5，讓其檢出信號最大幅值與N5橫向傷的相當，如圖5.5所示，最終實現(xiàn)相同損傷當量同為N5的縱、橫向傷級別的一致識別。權(quán)利要求1、一種導磁構(gòu)件超強磁化漏磁檢測方法，其步驟包括第1步、將待檢測的導磁構(gòu)件伸入穿過式線圈內(nèi)，對其進行軸向超強磁化，形成縱、橫向傷泄漏磁場的超強激勵場；第2步、利用磁敏檢測元件拾取縱、橫向傷處泄漏磁場，在待檢測的導磁構(gòu)件的軸向方向設置二個磁敏檢測元件，周向方向設置至少二個磁敏檢測元件，拾取位置點成陣列分布；第3步、將磁敏檢測元件拾取的磁場轉(zhuǎn)化為電壓信號，如果電壓有突變，導磁構(gòu)件的該拾取位置點存在傷，否則，導磁構(gòu)件的該拾取位置點不存在傷；第4步、被檢測導磁構(gòu)件以直進式相對運動通過穿過式磁化線圈和磁敏檢測元件，重復上述過程，完成構(gòu)件體上縱、橫向傷的全面檢測。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述導磁構(gòu)件超強磁化漏磁檢測方法，其特征在于:第2步中拾取位置點的磁場強度r記為Kll。2。1"22Kwl2如果第3步確定傷存在，則進行下述處理；①、采用信號求和及比較法進行縱、橫向傷信號區(qū)分利用如下公式(i)(n)判斷當式(I)成立時，該電壓信號為橫向傷的檢出信號，當式(II)成立時，該電壓信號為縱向傷的檢出信號；(I)++0=2式中，i、j分別表示周向方向和軸向方向磁敏檢測元件的序號；②對縱、橫向傷檢出信號進行補償，實現(xiàn)相同損傷當量的縱橫向傷級別的一致識別。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導磁構(gòu)件超強磁化漏磁檢測方法，其特征在于在待檢測的導磁構(gòu)件的軸向方向還錯位布置有二個磁敏檢測元件，其周向方向也交錯布置有至少二個磁敏檢測元件，所增設的拾取位置點成陣列分布。4、一種導磁構(gòu)件超強磁化漏磁檢測裝置，其特征在于它包括穿過式線圈(3)，第一磁敏組件(5)，信號識別補償組件(6)，數(shù)據(jù)采集卡(7)和磁敏組件安裝板(8);第一磁敏組件(5)與穿過式線圈(3)通過磁敏元件安裝板(8)連接為一體；信號識別補償組件(6)由加法器(10)、比較器(ll)、第一放大器(12)串聯(lián)構(gòu)成，加法器(10)與第一磁敏檢測組件(5)相連；數(shù)據(jù)采集卡(7)由濾波器(13)、第二放大器(14)以及A/D轉(zhuǎn)換器(15)串聯(lián)構(gòu)成；濾波器(13)與第一放大器(12)相連；第一磁敏組件(5)包括成陣列分布的磁敏檢測元件，其中，在待檢測的導磁構(gòu)件的軸向方向設置有二個磁敏檢測元件，在周向方向設置有至少二個磁敏檢測元件。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的導磁構(gòu)件超強磁化漏磁檢測裝置，其特征在于它還包括第二磁敏組件(5')，第二磁敏組件(5')與磁敏元件安裝板(8)連接；第一、第二磁敏組件(5、5')中的磁敏檢測元件在被檢測導磁構(gòu)件的軸向方向錯位布置，在導磁構(gòu)件橫向方向交錯布置。6、根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的導磁構(gòu)件超強磁化漏磁檢測裝置，其特征在于它還包括二個驅(qū)動滾輪(9、9，)，它們分別位于被檢測導磁構(gòu)件的全文摘要本發(fā)明公開了一種導磁構(gòu)件超強磁化漏磁檢測方法及裝置。該方法采用單一穿過式磁化線圈對導磁構(gòu)件進行局部單一軸向超強磁化，激發(fā)出其上縱、橫向傷的泄漏磁場并利用磁敏元件陣列加以拾取，實現(xiàn)其上縱、橫向傷的全面檢出；再通過信號求和比較法進行縱、橫向傷檢出信號區(qū)分并對其進行信號幅值補償，實現(xiàn)同損傷當量的縱、橫向傷等信號幅值與靈敏度的統(tǒng)一判斷。裝置包括穿過式線圈、磁敏組件，信號識別補償組件和數(shù)據(jù)采集卡。本發(fā)明將傳統(tǒng)的檢測方法進行簡化與統(tǒng)一，降低成本；實現(xiàn)導磁構(gòu)件與檢測單元之間簡單的直進式相對掃查運動，完成高速高效地探傷；能完成自身難以作旋轉(zhuǎn)運動的導磁構(gòu)件縱、橫向傷的全面檢測；也能適應縱向焊縫上縱向傷的檢測。文檔編號G01N27/82GK101419192SQ20081023660公開日2009年4月29日申請日期2008年11月28日優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日發(fā)明者孫燕華,康宜華申請人:華中科技大學