CN104614444A - 一种提高电磁超声检测精度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高电磁超声检测精度的方法，采用非等幅系列脉冲激励标定方法，得到电磁超声检测中磁导率、电导率、表面不均匀的金属工件的超声底波信号幅值相对变化规律，以此来抑制电磁超声检测信号中的磁导率、电导率、表面状态变化引起的信号衰减，当量补偿修正实际检测时的超声缺陷回波信号幅值，提高检测准确度。

Description

一种提高电磁超声检测精度的方法

所属技术领域

本发明涉及一种无损检测方法，特别是涉及一种提高电磁超声检测精度的方法。

背景技术

不同于常规超声检测技术中换能器靠压电晶片的压电效应发射和接收超声波，电磁超声检测技术中换能器靠电磁效应发射和接收超声波。当置于工件表面上的涡流线圈通过高频电流时，工件的趋肤表面层内产生涡流，此涡流在外加磁场的作用下将产生高频振动，形成了超声波波源。在接收超声波时，工件表面的震荡也会在外加磁场的作用下，在涡流线圈中感应出电压而被仪器接收。在上述方法中，换能器已经不单单是通交变电流的涡流线圈以及外部固定磁场的组合体，被检金属工件也是换能器的一个重要组成部分，电和声的转换是靠涡流线圈、磁铁和被检金属工件来共同完成的。

磁导率是表示磁介质磁性的物理量，等于磁介质中磁感应强度与磁场强度之比。由于被检工件材料的化学成分、热处理状态和温度等条件的影响，材料内部各处的磁导率存在细微差别。另外，对于铁磁性材料工件检测时，需用磁化装置将检测区域磁化到饱和，使磁导率趋为一个常数，但在实际应用过程中，较难做到完全饱和磁化，导致材料内部各处磁导率存在微小变化。实际检测过程中检测线圈放置在工件不同位置时，检测到的缺陷信号有差异。经过试验研究发现，工件内磁导率的微小变化会引起噪声信号，导致检测信号信噪比低，限制了电磁超声技术的广泛应用。此外，电导率、表面不均匀、间隙变化等都会引起电磁超声传感器灵敏度的变化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种提高电磁超声检测精度的方法，采用非等幅系列脉冲激励标定方法，得到电磁超声检测中磁导率、电导率、表面不均匀的金属工件的超声底波信号幅值相对变化规律，以此来抑制电磁超声检测信号中的磁导率、电导率、表面状态变化引起的信号衰减，当量补偿修正实际检测时的超声缺陷回波信号幅值。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提高电磁超声检测精度的方法，采用非等幅系列脉冲激励标定方法，得到电磁超声检测中磁导率、电导率、表面不均匀的金属工件的超声底波信号幅值相对变化规律，以此来抑制电磁超声检测信号中的磁导率、电导率、表面状态变化引起的信号衰减，当量补偿修正实际检测时的超声缺陷回波信号幅值，提高检测准确度，所述方法有标定和实测两个过程，

所述标定过程为，

a. 制作对比试样，所述对比试样与被检金属工件的材质、形状完全相同；

b. 将电磁超声检测探头置于磁化后的对比试样表面上的一个检测点，将该检测点设定为参考检测点，电磁超声检测仪采用非等幅系列脉冲激励信号激励电磁超声检测探头，所述非等幅系列脉冲激励信号是由多个不同幅度的脉冲激励信号组成；电磁超声检测探头在对比试样内激励产生相应的非等幅系列超声底波信号，所述非等幅系列超声底波信号是由多个不同幅度的超声底波信号组成；所述非等幅系列超声底波信号由电磁超声检测探头采集并传输至电磁超声检测仪，电磁超声检测仪记录非等幅系列超声底波信号；

c. 以非等幅系列脉冲激励信号的幅值为横坐标，以非等幅系列超声底波信号的幅值为纵坐标，制作该检测点的激励-底波曲线图；

d. 将电磁超声检测探头依次置于对比试样表面上的其它检测点，重复步骤b、步骤c，制作出每一个检测点的激励-底波曲线图；

e. 对比分析对比试样上的所有检测点的激励-底波曲线图，当检测点与参考检测点的磁导率、电导率、表面状态相同时，相同的非等幅系列脉冲激励信号将产生相同的非等幅系列超声底波信号，该检测点的激励-底波曲线与参考检测点的激励-底波曲线吻合；当检测点与参考检测点的磁导率、电导率、表面状态不同时，由于磁导率、电导率、表面状态不同引起的信号衰减，相同的非等幅系列脉冲激励信号将产生不同的非等幅系列超声底波信号，该检测点的激励-底波曲线与参考检测点的激励-底波曲线相对出现偏离；由此，得到磁导率、电导率、表面状态不均匀的对比试样不同检测点的超声底波信号幅值相对变化规律；记录对比试样的每一个检测点相对于参考检测点的激励-底波曲线偏离值，所述偏离值即为磁导率、电导率、表面状态变化引起的信号衰减值；

所述实测过程为，

f. 将电磁超声检测探头置于磁化后的被检金属工件表面上的一个检测点，电磁超声检测仪采用一个选定幅度的脉冲激励信号激励电磁超声检测探头，电磁超声检测探头在被检金属工件内激励产生超声信号，当被检金属工件中有缺陷时，将产生超声缺陷回波信号，此时的超声缺陷回波信号为磁导率、电导率、表面状态变化引起信号衰减后的超声缺陷回波信号；电磁超声检测仪采用标定过程中得到的该检测点相对于参考检测点的激励-底波曲线偏离值对超声缺陷回波信号进行当量补偿修正，得到超声缺陷回波修正信号。

本发明的有益效果是，一种提高电磁超声检测精度的方法，采用非等幅系列脉冲激励标定方法，得到电磁超声检测中磁导率、电导率、表面不均匀的金属工件的超声底波信号幅值相对变化规律，以此来抑制电磁超声检测信号中的磁导率、电导率、表面状态变化引起的信号衰减，当量补偿修正实际检测时的超声缺陷回波信号幅值，提高检测准确度。

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种提高电磁超声检测精度的方法不局限于实施例。

附图说明

下面结合附图中实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的标定过程中的非等幅系列脉冲激励信号与非等幅系列超声底波信号示意图。

图2是本发明实施例的标定过程中的激励-底波曲线图示意图。

图3是本发明实施例的实测过程中的超声缺陷回波信号修正示意图。

图中，T．非等幅系列脉冲激励信号，R．非等幅系列超声底波信号，i．参考检测点的激励-底波曲线，ii．其它检测点的激励-底波曲线，ΔL．偏离值， V_T．非等幅系列脉冲激励信号幅值，V_R．非等幅系列超声底波信号幅值，K．超声缺陷回波信号，K′． 超声缺陷回波修正信号。

具体实施方式

实施例，如图1、图2、图3所示，本发明的一种提高电磁超声检测精度的方法，采用非等幅系列脉冲激励标定方法，得到电磁超声检测中磁导率、电导率、表面不均匀的金属工件的超声底波信号幅值相对变化规律，以此来抑制电磁超声检测信号中的磁导率、电导率、表面状态变化引起的信号衰减，当量补偿修正实际检测时的超声缺陷回波信号幅值，提高检测准确度，所述方法有标定和实测两个过程，

所述标定过程为，

a. 制作对比试样，所述对比试样与被检金属工件的材质、形状完全相同；

b. 将电磁超声检测探头置于磁化后的对比试样表面上的一个检测点，将该检测点设定为参考检测点，电磁超声检测仪采用非等幅系列脉冲激励信号T激励电磁超声检测探头，所述非等幅系列脉冲激励信号T是由多个不同幅度的脉冲激励信号组成；电磁超声检测探头在对比试样内激励产生相应的非等幅系列超声底波信号R，所述非等幅系列超声底波信号R是由多个不同幅度的超声底波信号组成；所述非等幅系列超声底波信号R由电磁超声检测探头采集并传输至电磁超声检测仪，电磁超声检测仪记录非等幅系列超声底波信号R；

c. 以非等幅系列脉冲激励信号T的幅值为横坐标，以非等幅系列超声底波信号R的幅值为纵坐标，制作该检测点的激励-底波曲线图i；

d. 将电磁超声检测探头依次置于对比试样表面上的其它检测点，重复步骤b、步骤c，制作出每一个检测点的激励-底波曲线图；

e. 对比分析对比试样上的所有检测点的激励-底波曲线图，当检测点与参考检测点的磁导率、电导率、表面状态相同时，相同的非等幅系列脉冲激励信号T将产生相同的非等幅系列超声底波信号R，该检测点的激励-底波曲线与参考检测点的激励-底波曲线i吻合；当检测点与参考检测点的磁导率、电导率、表面状态不同时，由于磁导率、电导率、表面状态不同引起的信号衰减，相同的非等幅系列脉冲激励信号T将产生不同的非等幅系列超声底波信号R，该检测点的激励-底波曲线ii与参考检测点的激励-底波曲线i相对出现偏离；由此，得到磁导率、电导率、表面状态不均匀的对比试样不同检测点的超声底波信号幅值相对变化规律；记录对比试样的每一个检测点相对于参考检测点的激励-底波曲线偏离值ΔL，所述偏离值ΔL即为磁导率、电导率、表面状态变化引起的信号衰减值；

所述实测过程为，

f. 将电磁超声检测探头置于磁化后的被检金属工件表面上的一个检测点，电磁超声检测仪采用一个选定幅度的脉冲激励信号激励电磁超声检测探头，电磁超声检测探头在被检金属工件内激励产生超声信号，当被检金属工件中有缺陷时，将产生超声缺陷回波信号K，此时的超声缺陷回波信号K为磁导率、电导率、表面状态变化引起信号衰减后的超声缺陷回波信号K；电磁超声检测仪采用标定过程中得到的该检测点相对于参考检测点的激励-底波曲线偏离值ΔL对超声缺陷回波信号K进行当量补偿修正，得到超声缺陷回波修正信号K′。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种提高电磁超声检测精度的方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (1)

1. 一种提高电磁超声检测精度的方法，其特征在于：采用非等幅系列脉冲激励标定方法，得到电磁超声检测中磁导率、电导率、表面不均匀的金属工件的超声底波信号幅值相对变化规律，以此来抑制电磁超声检测信号中的磁导率、电导率、表面状态变化引起的信号衰减，当量补偿修正实际检测时的超声缺陷回波信号幅值，提高检测准确度，所述方法有标定和实测两个过程，

所述标定过程为，

a. 制作对比试样，所述对比试样与被检金属工件的材质、形状完全相同；

b. 将电磁超声检测探头置于磁化后的对比试样表面上的一个检测点，将该检测点设定为参考检测点，电磁超声检测仪采用非等幅系列脉冲激励信号激励电磁超声检测探头，所述非等幅系列脉冲激励信号是由多个不同幅度的脉冲激励信号组成；电磁超声检测探头在对比试样内激励产生相应的非等幅系列超声底波信号，所述非等幅系列超声底波信号是由多个不同幅度的超声底波信号组成；所述非等幅系列超声底波信号由电磁超声检测探头采集并传输至电磁超声检测仪，电磁超声检测仪记录非等幅系列超声底波信号；

c. 以非等幅系列脉冲激励信号的幅值为横坐标，以非等幅系列超声底波信号的幅值为纵坐标，制作该检测点的激励-底波曲线图；

d. 将电磁超声检测探头依次置于对比试样表面上的其它检测点，重复步骤b、步骤c，制作出每一个检测点的激励-底波曲线图；

e. 对比分析对比试样上的所有检测点的激励-底波曲线图，当检测点与参考检测点的磁导率、电导率、表面状态相同时，相同的非等幅系列脉冲激励信号将产生相同的非等幅系列超声底波信号，该检测点的激励-底波曲线与参考检测点的激励-底波曲线吻合；当检测点与参考检测点的磁导率、电导率、表面状态不同时，由于磁导率、电导率、表面状态不同引起的信号衰减，相同的非等幅系列脉冲激励信号将产生不同的非等幅系列超声底波信号，该检测点的激励-底波曲线与参考检测点的激励-底波曲线相对出现偏离；由此，得到磁导率、电导率、表面状态不均匀的对比试样不同检测点的超声底波信号幅值相对变化规律；记录对比试样的每一个检测点相对于参考检测点的激励-底波曲线偏离值，所述偏离值即为磁导率、电导率、表面状态变化引起的信号衰减值；

所述实测过程为，

f. 将电磁超声检测探头置于磁化后的被检金属工件表面上的一个检测点，电磁超声检测仪采用一个选定幅度的脉冲激励信号激励电磁超声检测探头，电磁超声检测探头在被检金属工件内激励产生超声信号，当被检金属工件中有缺陷时，将产生超声缺陷回波信号，此时的超声缺陷回波信号为磁导率、电导率、表面状态变化引起信号衰减后的超声缺陷回波信号；电磁超声检测仪采用标定过程中得到的该检测点相对于参考检测点的激励-底波曲线偏离值对超声缺陷回波信号进行当量补偿修正，得到超声缺陷回波修正信号。