不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)自動化漏磁檢測系統通常采用多通道陣列檢測探頭技術來提高檢測速度,因此,不可避免地存在各漏磁檢測傳感器的靈敏度和提離值不同。同時由于每個信號通道的放大濾波電路差異,最終會造成在檢測相同裂紋時每個通道拾取的信號幅值不一致。為此,需要對陣列檢測探頭通道靈敏度進行標定,通過增益調整的方式使各檢測通道的靈敏度相同。


 標定是在(zai)正常工(gong)作采集(ji)前對(dui)各檢(jian)測(ce)通道一致性(xing)的預處理。在(zai)漏磁檢(jian)測(ce)中,一般在(zai)檢(jian)測(ce)設(she)備使用了一定的次(ci)數(shu)或時間后(hou)將要進行一次(ci)標定處理,包括:


(1)校準通道基(ji)準 


   通(tong)道(dao)(dao)基(ji)準(zhun)(zhun)是(shi)(shi)信號(hao)圖(tu)形(xing)化(hua)顯示的基(ji)線,校準(zhun)(zhun)通(tong)道(dao)(dao)基(ji)準(zhun)(zhun)一方面是(shi)(shi)為了檢測信號(hao)最大化(hua)圖(tu)形(xing)顯示;另一方面,校準(zhun)(zhun)通(tong)道(dao)(dao)基(ji)準(zhun)(zhun)是(shi)(shi)同(tong)多通(tong)道(dao)(dao)融合處理的必要條件。最常用的校準(zhun)(zhun)通(tong)道(dao)(dao)基(ji)準(zhun)(zhun)的方法是(shi)(shi)每(mei)個通(tong)道(dao)(dao)對(dui)自身通(tong)道(dao)(dao)的所(suo)有數(shu)據求均值(zhi),即(ji)


   Ci=Σdj/Ln  (4-44)  式中,C;是第(di)i個通道(dao)的基(ji)準;L。為(wei)第(di)i個通道(dao)的數據長度;dj為(wei)第(di)i個通道(dao)第(di)j個數據的采樣值。


(2)校準通道增益(yi) 


   通(tong)道增(zeng)益(yi)(yi)是(shi)信(xin)號圖形(xing)化顯(xian)示(shi)的(de)(de)(de)(de)放大倍數(shu),不僅影響圖形(xing)化的(de)(de)(de)(de)顯(xian)示(shi)效果,更重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)是(shi)通(tong)道增(zeng)益(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)校準是(shi)缺陷判斷(duan)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要參(can)數(shu)。檢測設(she)備對不同(tong)材質、不同(tong)規格(ge)的(de)(de)(de)(de)被測物件(jian)的(de)(de)(de)(de)靈(ling)敏度會(hui)有(you)不同(tong),且(qie)各傳感器靈(ling)敏度之間也(ye)會(hui)有(you)一定差異,所(suo)以(yi)校準通(tong)道增(zeng)益(yi)(yi)是(shi)標定處理中的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要環節。


   校準(zhun)通道增益(yi)與具體的(de)檢(jian)測應用,特(te)別(bie)是與具體的(de)標(biao)樣有著(zhu)密(mi)切的(de)關(guan)系。常用的(de)校準(zhun)通道增益(yi)的(de)方(fang)法是:將(jiang)標(biao)樣上標(biao)準(zhun)缺(que)陷(xian)的(de)峰值(zhi)校準(zhun)到(dao)對應門限值(zhi)處,一(yi)般是將(jiang)相同缺(que)陷(xian)逐一(yi)或(huo)一(yi)次性能地被(bei)傳(chuan)感器(qi)檢(jian)測到(dao)。


   Y;=THp/(dimax-C;) (4-45)  式中,Y;是第i個通道(dao)的增(zeng)益;TH為(wei)(wei)門限值;dimar是第i個通道(dao)檢測到(dao)的指定缺陷的峰值;C;為(wei)(wei)經(jing)校準(zhun)過(guo)的第i個通道(dao)的基準(zhun);p為(wei)(wei)單位轉(zhuan)換系數(shu)。


   為提高不銹鋼管漏磁檢測多通道標定的速度與正確性,可將復雜的標定過程分為兩個步驟,也即靜態標定與動態標定。首先,使用“電子標定器”產生標準的磁場信號對探頭陣列進行校準,將標準磁信號依次遍歷探頭中每一個磁敏通道,然后根據各通道的檢測幅值差異進行增益調整,最終使所有傳感器到達相同的靈敏度。此標定過程中,不需要鋼管在傳輸線上運動,稱為靜態標定,此方法可用在探頭出廠的質量測試與設備運行的標定過程。然后,進一步利用含有人工缺陷的樣管進行復核。此種方法可極大地提高校樣效率和標定精度。



一、靜態標(biao)定方法


  電(dian)子(zi)標(biao)(biao)(biao)定器(qi)是一種標(biao)(biao)(biao)準的磁(ci)(ci)信號(hao)發生器(qi)。如圖4-91所(suo)示,永(yong)久磁(ci)(ci)鐵在(zai)標(biao)(biao)(biao)定器(qi)中(zhong)做高速旋轉運(yun)動(dong),形(xing)成脈動(dong)磁(ci)(ci)信號(hao)源,產生的磁(ci)(ci)場(chang)信號(hao)遍歷檢測探靴(xue)中(zhong)的磁(ci)(ci)敏感(gan)元件,形(xing)成標(biao)(biao)(biao)定磁(ci)(ci)信號(hao)。電(dian)子(zi)標(biao)(biao)(biao)定器(qi)包括操(cao)作手柄、套筒、外罩、電(dian)池及充電(dian)器(qi)。其(qi)主要(yao)有以下特點:


  1)采用一(yi)個永磁源,信(xin)號(hao)穩(wen)定(ding)一(yi)致。


  2)永磁(ci)(ci)源做高(gao)(gao)速、高(gao)(gao)精度旋轉運動,磁(ci)(ci)場源與探頭之(zhi)間相對運動的速度不會影響標(biao)定準確性。


  3)采(cai)用離線方式對(dui)單(dan)個探靴(xue)依次標(biao)定。


  4)精度高,可靠性高,工作性能穩定。


  5)手提便攜式設計(ji),體積小巧(qiao),攜帶使用(yong)方便。


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 采用電子(zi)標定器對(dui)檢(jian)測探頭進行(xing)靜態標定的流程如下:


(1)準備工(gong)作一檢測(ce)信號系統處于工(gong)作狀態(tai)。安裝檢測(ce)軟件,并將標定探(tan)頭、前置(zhi)放大器、數據采集卡以及顯示計算機依次連(lian)接好(hao),如圖4-92所示。


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(2)標定 首(shou)先進入軟件標定界(jie)面(mian),如圖(tu)4-93所示。


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將標(biao)定器(qi)放在(zai)探頭檢測(ce)面上,用(yong)標(biao)定器(qi)的定位邊(bian)緊貼在(zai)探頭一側進(jin)行左(zuo)右定位,如圖4-94所示。


打開(kai)標定器,開(kai)始(shi)輸出磁場信(xin)號。檢測過(guo)程中(zhong),推動標定器從探(tan)頭的一(yi)(yi)端較勻速地滑向(xiang)另一(yi)(yi)端。每個通(tong)道的信(xin)號通(tong)過(guo)前置放大器、數據采(cai)集卡(ka),最終被(bei)檢測軟(ruan)件獲取及保存。


保(bao)存數據,關閉標定器。


(3)數據分(fen)析,調節增益 打開數據軟件(jian)采集的數據,如(ru)圖4-95所示。


  圖4-95中,通(tong)(tong)(tong)道(dao)1波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)55.5dB,通(tong)(tong)(tong)道(dao)2波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)55dB,通(tong)(tong)(tong)道(dao)3波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)57dB,通(tong)(tong)(tong)道(dao)4波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)56dB,通(tong)(tong)(tong)道(dao)5波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)56dB,通(tong)(tong)(tong)道(dao)6波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)55dB,通(tong)(tong)(tong)道(dao)7波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)56dB,通(tong)(tong)(tong)道(dao)8波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)56.5dB。之后,將(jiang)門限設置為(wei)大多(duo)數通(tong)(tong)(tong)道(dao)信號的波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)處,如圖4-96所示。


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  將通道(dao)1增益(yi)提高0.5dB,通道(dao)2、6增益(yi)提高1dB,通道(dao)3增益(yi)減小(xiao)1dB,通道(dao)8增益(yi)減小(xiao)0.5dB。調節(jie)后(hou)再用標定器重復(fu)步驟(2),得(de)到的信(xin)號如(ru)圖4-97所(suo)示。


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二、動態標定(ding)方法


  動態標(biao)(biao)定方法(fa)是指采用帶(dai)有人工缺(que)陷(xian)的鋼(gang)管重復通(tong)過(guo)檢測系統,來對陣列(lie)檢測通(tong)道進行(xing)標(biao)(biao)定。在(zai)標(biao)(biao)定過(guo)程中(zhong),需(xu)要調整鋼(gang)管的角度與位(wei)置使鋼(gang)管上(shang)的同(tong)一(yi)缺(que)陷(xian)依次經(jing)過(guo)不(bu)同(tong)的檢測通(tong)道。


  不(bu)(bu)銹鋼管橫(heng)(heng)(heng)向(xiang)缺陷(xian)檢測(ce)系(xi)統的(de)(de)標(biao)定方法為,在鋼管表(biao)面刻(ke)制一(yi)個環形槽,一(yi)次性通過(guo)所(suo)(suo)有(you)橫(heng)(heng)(heng)向(xiang)缺陷(xian)檢測(ce)傳感器,或者通過(guo)不(bu)(bu)斷調整(zheng)(zheng)刻(ke)制有(you)標(biao)準(zhun)橫(heng)(heng)(heng)向(xiang)缺陷(xian)鋼管的(de)(de)角度,使缺陷(xian)依次經過(guo)所(suo)(suo)有(you)橫(heng)(heng)(heng)向(xiang)檢測(ce)通道(dao),最終(zhong)可根據各(ge)通道(dao)產生(sheng)的(de)(de)信號幅值差異進行增(zeng)益(yi)調整(zheng)(zheng),使得缺陷(xian)無論以何種角度進入(ru)橫(heng)(heng)(heng)向(xiang)檢測(ce)主(zhu)機各(ge)通道(dao)均能獲(huo)得一(yi)致的(de)(de)檢測(ce)信號幅值。


  縱(zong)向缺(que)陷檢(jian)測系統的(de)標(biao)定(ding)(ding)則(ze)可利用刻制(zhi)在樣(yang)管(guan)上(shang)的(de)長(chang)軸向裂紋(wen)一次性(xing)通(tong)過所(suo)有(you)縱(zong)向缺(que)陷檢(jian)測傳感器(qi),或者刻制(zhi)有(you)標(biao)準(zhun)縱(zong)向缺(que)陷的(de)鋼管(guan)慢(man)慢(man)向前運動,使缺(que)陷依次經過所(suo)有(you)縱(zong)向檢(jian)測通(tong)道,同樣(yang),最后根據各通(tong)道的(de)信號(hao)輸出(chu)差異(yi)來調整通(tong)道增益,使得所(suo)有(you)傳感器(qi)產生相同的(de)信號(hao)幅值(zhi)。常用的(de)標(biao)定(ding)(ding)方法對樣(yang)管(guan)的(de)制(zhi)作要(yao)求(qiu)(qiu)較高,如(ru)樣(yang)管(guan)上(shang)的(de)環形(xing)槽和(he)長(chang)裂紋(wen)。如(ru)果用于標(biao)定(ding)(ding)的(de)缺(que)陷尺寸或形(xing)位尺寸精度不滿足相應要(yao)求(qiu)(qiu),則(ze)會(hui)降(jiang)低標(biao)定(ding)(ding)的(de)效(xiao)果和(he)準(zhun)確性(xing)。





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