不(bu)銹鋼(gang)管(guan)自動(dong)化漏磁檢測(ce)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(ding)是(shi)在正常工作采集前對各檢測通道一(yi)致(zhi)性的預處理(li)。在漏磁檢測中,一(yi)般在檢測設備使用了一(yi)定(ding)的次(ci)數或時間后將要(yao)進行一(yi)次(ci)標定(ding)處理(li),包括:
(1)校準通道基(ji)準
通道(dao)(dao)基(ji)(ji)準(zhun)(zhun)是信(xin)號(hao)圖形化顯示的基(ji)(ji)線,校準(zhun)(zhun)通道(dao)(dao)基(ji)(ji)準(zhun)(zhun)一方面是為(wei)了檢測信(xin)號(hao)最大化圖形顯示;另一方面,校準(zhun)(zhun)通道(dao)(dao)基(ji)(ji)準(zhun)(zhun)是同多通道(dao)(dao)融(rong)合處(chu)理(li)的必要條(tiao)件(jian)。最常用的校準(zhun)(zhun)通道(dao)(dao)基(ji)(ji)準(zhun)(zhun)的方法是每個通道(dao)(dao)對自(zi)身通道(dao)(dao)的所有數據求(qiu)均(jun)值,即(ji)
Ci=Σdj/Ln (4-44) 式(shi)中,C;是第(di)(di)i個通道(dao)的(de)基(ji)準;L。為第(di)(di)i個通道(dao)的(de)數(shu)據長度;dj為第(di)(di)i個通道(dao)第(di)(di)j個數(shu)據的(de)采樣值。
(2)校準(zhun)通道增益
通(tong)(tong)道增(zeng)益(yi)是信號圖(tu)(tu)形化顯(xian)示(shi)(shi)的(de)(de)(de)放大倍數(shu)(shu),不(bu)僅(jin)影(ying)響圖(tu)(tu)形化的(de)(de)(de)顯(xian)示(shi)(shi)效果,更重要(yao)的(de)(de)(de)是通(tong)(tong)道增(zeng)益(yi)的(de)(de)(de)校(xiao)準是缺陷(xian)判(pan)斷的(de)(de)(de)重要(yao)參數(shu)(shu)。檢測設備對(dui)不(bu)同材質、不(bu)同規格的(de)(de)(de)被測物件的(de)(de)(de)靈(ling)敏度會有(you)不(bu)同,且各(ge)傳感器靈(ling)敏度之間(jian)也(ye)會有(you)一定(ding)差異,所以校(xiao)準通(tong)(tong)道增(zeng)益(yi)是標定(ding)處理(li)中(zhong)的(de)(de)(de)重要(yao)環節。
校準通(tong)道增益(yi)與具體的檢測(ce)應(ying)用(yong),特別是與具體的標樣有著密(mi)切的關系(xi)。常用(yong)的校準通(tong)道增益(yi)的方法是:將標樣上標準缺(que)陷的峰值(zhi)校準到對應(ying)門(men)限值(zhi)處,一(yi)般(ban)是將相同缺(que)陷逐一(yi)或一(yi)次性能(neng)地被傳感器(qi)檢測(ce)到。
Y;=THp/(dimax-C;) (4-45) 式中,Y;是第(di)(di)i個(ge)通道(dao)(dao)的(de)增益;TH為門(men)限值(zhi);dimar是第(di)(di)i個(ge)通道(dao)(dao)檢測到的(de)指定(ding)缺陷的(de)峰值(zhi);C;為經(jing)校準過的(de)第(di)(di)i個(ge)通道(dao)(dao)的(de)基準;p為單位轉換系數。
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(yi)、靜態(tai)標定(ding)方法
電(dian)子(zi)標定器(qi)是一(yi)種標準的(de)(de)磁信(xin)號(hao)(hao)發生器(qi)。如圖4-91所(suo)示(shi),永久(jiu)磁鐵在標定器(qi)中(zhong)做高(gao)速旋(xuan)轉運動,形成(cheng)脈動磁信(xin)號(hao)(hao)源,產(chan)生的(de)(de)磁場信(xin)號(hao)(hao)遍歷檢測探靴中(zhong)的(de)(de)磁敏感元件,形成(cheng)標定磁信(xin)號(hao)(hao)。電(dian)子(zi)標定器(qi)包括操作手柄、套筒、外罩、電(dian)池及(ji)充電(dian)器(qi)。其主要有以(yi)下特點:
1)采用一(yi)個(ge)永磁源(yuan),信號穩定一(yi)致。
2)永磁(ci)源(yuan)做高(gao)速、高(gao)精(jing)度旋(xuan)轉運動,磁(ci)場源(yuan)與探頭之(zhi)間相對運動的速度不會(hui)影響(xiang)標(biao)定(ding)準確性。
3)采用離線方式對單個探靴依次標定(ding)。
4)精度高,可靠性高,工(gong)作(zuo)性能穩定。
5)手提便攜式設(she)計,體積小巧,攜帶使用方便。
采(cai)用電子標(biao)定器對檢測探(tan)頭進行(xing)靜態標(biao)定的流(liu)程如下:
(1)準(zhun)備工作一檢測信號系(xi)統處于(yu)工作狀態。安(an)裝檢測軟(ruan)件(jian),并將標定探頭、前置放大器、數據采集卡(ka)以(yi)及顯(xian)示計算機依次(ci)連接好,如圖4-92所示。
(2)標定 首先進入軟件標定界面,如圖(tu)4-93所示(shi)。
將(jiang)標(biao)定(ding)器(qi)放在探頭檢測(ce)面上,用標(biao)定(ding)器(qi)的定(ding)位邊緊貼(tie)在探頭一側進行(xing)左(zuo)右定(ding)位,如圖4-94所示。
打開標定器,開始輸出磁場信號。檢測過(guo)(guo)程中(zhong),推動標定器從探(tan)頭的一端較勻速(su)地(di)滑向另一端。每(mei)個通道(dao)的信號通過(guo)(guo)前置放大(da)器、數據采(cai)集卡,最終被(bei)檢測軟件獲取及保存(cun)。
保存數據(ju),關閉標(biao)定器。
(3)數(shu)據(ju)分析(xi),調節增益 打開(kai)數(shu)據(ju)軟(ruan)件采(cai)集的數(shu)據(ju),如圖4-95所示。
圖(tu)4-95中,通(tong)道1波(bo)高(gao)55.5dB,通(tong)道2波(bo)高(gao)55dB,通(tong)道3波(bo)高(gao)57dB,通(tong)道4波(bo)高(gao)56dB,通(tong)道5波(bo)高(gao)56dB,通(tong)道6波(bo)高(gao)55dB,通(tong)道7波(bo)高(gao)56dB,通(tong)道8波(bo)高(gao)56.5dB。之(zhi)后,將門限(xian)設置為大多數通(tong)道信號的(de)波(bo)高(gao)處,如(ru)圖(tu)4-96所(suo)示。
將通(tong)道(dao)1增(zeng)益(yi)提高0.5dB,通(tong)道(dao)2、6增(zeng)益(yi)提高1dB,通(tong)道(dao)3增(zeng)益(yi)減小(xiao)1dB,通(tong)道(dao)8增(zeng)益(yi)減小(xiao)0.5dB。調(diao)節后再(zai)用標(biao)定器(qi)重復步驟(2),得到的信號如圖4-97所示(shi)。
二、動態(tai)標定方法(fa)
動態標(biao)定方(fang)法是指(zhi)采用帶(dai)有人工缺(que)陷的(de)鋼管(guan)重復通(tong)過(guo)檢測系統,來對陣列檢測通(tong)道進行標(biao)定。在(zai)標(biao)定過(guo)程中(zhong),需要(yao)調整鋼管(guan)的(de)角度(du)與位置使鋼管(guan)上(shang)的(de)同(tong)一缺(que)陷依次(ci)經(jing)過(guo)不(bu)同(tong)的(de)檢測通(tong)道。
不銹鋼(gang)管(guan)橫(heng)(heng)向(xiang)(xiang)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)檢(jian)(jian)測(ce)系統(tong)的(de)標定方法為,在鋼(gang)管(guan)表面(mian)刻制(zhi)一(yi)個(ge)環形槽,一(yi)次性通(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)所(suo)有(you)橫(heng)(heng)向(xiang)(xiang)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)檢(jian)(jian)測(ce)傳(chuan)感器(qi),或者通(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)不斷調整(zheng)刻制(zhi)有(you)標準橫(heng)(heng)向(xiang)(xiang)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)鋼(gang)管(guan)的(de)角(jiao)度,使缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)依次經過(guo)(guo)所(suo)有(you)橫(heng)(heng)向(xiang)(xiang)檢(jian)(jian)測(ce)通(tong)(tong)(tong)道(dao),最終可根據各通(tong)(tong)(tong)道(dao)產生的(de)信號幅值差異進(jin)(jin)行增益調整(zheng),使得(de)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)無論以何種角(jiao)度進(jin)(jin)入橫(heng)(heng)向(xiang)(xiang)檢(jian)(jian)測(ce)主機各通(tong)(tong)(tong)道(dao)均能獲得(de)一(yi)致的(de)檢(jian)(jian)測(ce)信號幅值。
縱(zong)向(xiang)缺(que)陷(xian)檢測系統(tong)的(de)標(biao)定則可利(li)用刻(ke)制(zhi)(zhi)在樣(yang)管上(shang)的(de)長(chang)軸(zhou)向(xiang)裂紋一(yi)次(ci)性通過所(suo)有縱(zong)向(xiang)缺(que)陷(xian)檢測傳感器,或(huo)者刻(ke)制(zhi)(zhi)有標(biao)準(zhun)(zhun)縱(zong)向(xiang)缺(que)陷(xian)的(de)鋼管慢(man)慢(man)向(xiang)前(qian)運(yun)動,使(shi)缺(que)陷(xian)依(yi)次(ci)經過所(suo)有縱(zong)向(xiang)檢測通道,同樣(yang),最后根據各通道的(de)信號輸出差異來調整通道增益,使(shi)得所(suo)有傳感器產生相同的(de)信號幅值。常(chang)用的(de)標(biao)定方法對樣(yang)管的(de)制(zhi)(zhi)作要(yao)求(qiu)(qiu)較高,如(ru)樣(yang)管上(shang)的(de)環形槽和長(chang)裂紋。如(ru)果用于標(biao)定的(de)缺(que)陷(xian)尺寸(cun)或(huo)形位(wei)尺寸(cun)精度不滿足相應要(yao)求(qiu)(qiu),則會降低標(biao)定的(de)效果和準(zhun)(zhun)確性。