不銹(xiu)鋼管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(ding)是在正(zheng)常工作采集前對各(ge)檢測通道一致性的預處(chu)理(li)。在漏磁(ci)檢測中,一般在檢測設備使用了一定(ding)的次數或時間后將要進行一次標定(ding)處(chu)理(li),包括(kuo):
(1)校準通(tong)道基準
通(tong)(tong)(tong)道基(ji)準(zhun)(zhun)是(shi)信號圖(tu)形(xing)化顯示的(de)(de)基(ji)線,校(xiao)準(zhun)(zhun)通(tong)(tong)(tong)道基(ji)準(zhun)(zhun)一方面(mian)是(shi)為了(le)檢(jian)測信號最大化圖(tu)形(xing)顯示;另一方面(mian),校(xiao)準(zhun)(zhun)通(tong)(tong)(tong)道基(ji)準(zhun)(zhun)是(shi)同多(duo)通(tong)(tong)(tong)道融合處理的(de)(de)必要條件。最常用的(de)(de)校(xiao)準(zhun)(zhun)通(tong)(tong)(tong)道基(ji)準(zhun)(zhun)的(de)(de)方法是(shi)每個通(tong)(tong)(tong)道對(dui)自身通(tong)(tong)(tong)道的(de)(de)所有數據求均值,即(ji)
Ci=Σdj/Ln (4-44) 式中(zhong),C;是第(di)(di)i個(ge)通(tong)道(dao)(dao)的(de)(de)基準;L。為(wei)第(di)(di)i個(ge)通(tong)道(dao)(dao)的(de)(de)數據長度(du);dj為(wei)第(di)(di)i個(ge)通(tong)道(dao)(dao)第(di)(di)j個(ge)數據的(de)(de)采樣(yang)值。
(2)校(xiao)準通(tong)道(dao)增益
通道(dao)增(zeng)益是(shi)(shi)信號(hao)圖形化(hua)(hua)顯示的(de)放大倍數,不(bu)僅影響圖形化(hua)(hua)的(de)顯示效果(guo),更重(zhong)(zhong)(zhong)要的(de)是(shi)(shi)通道(dao)增(zeng)益的(de)校準(zhun)(zhun)是(shi)(shi)缺陷判斷的(de)重(zhong)(zhong)(zhong)要參數。檢(jian)測設備對不(bu)同材質、不(bu)同規格(ge)的(de)被測物件(jian)的(de)靈(ling)(ling)敏度(du)會(hui)有不(bu)同,且各傳(chuan)感器靈(ling)(ling)敏度(du)之間也會(hui)有一(yi)定(ding)差(cha)異,所以校準(zhun)(zhun)通道(dao)增(zeng)益是(shi)(shi)標定(ding)處理中(zhong)的(de)重(zhong)(zhong)(zhong)要環節。
校(xiao)準(zhun)通(tong)道增(zeng)益與(yu)(yu)具體的(de)(de)(de)檢(jian)測應用,特別是(shi)與(yu)(yu)具體的(de)(de)(de)標(biao)樣(yang)有著(zhu)密切的(de)(de)(de)關系。常用的(de)(de)(de)校(xiao)準(zhun)通(tong)道增(zeng)益的(de)(de)(de)方法(fa)是(shi):將(jiang)標(biao)樣(yang)上標(biao)準(zhun)缺陷(xian)的(de)(de)(de)峰值校(xiao)準(zhun)到對應門(men)限值處,一(yi)般是(shi)將(jiang)相同(tong)缺陷(xian)逐一(yi)或一(yi)次性能地(di)被傳(chuan)感器檢(jian)測到。
Y;=THp/(dimax-C;) (4-45) 式中,Y;是第(di)(di)i個通(tong)道的增益;TH為門限(xian)值;dimar是第(di)(di)i個通(tong)道檢測到的指定缺陷的峰(feng)值;C;為經校準過的第(di)(di)i個通(tong)道的基準;p為單位轉換系數。
為提高不(bu)銹(xiu)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、靜態標定方(fang)法
電(dian)(dian)子標(biao)定(ding)(ding)器是一(yi)種標(biao)準的磁(ci)信(xin)號(hao)發生器。如圖4-91所示,永久(jiu)磁(ci)鐵在標(biao)定(ding)(ding)器中做高速旋轉運動,形(xing)成脈動磁(ci)信(xin)號(hao)源,產生的磁(ci)場信(xin)號(hao)遍歷檢測(ce)探靴(xue)中的磁(ci)敏感元件(jian),形(xing)成標(biao)定(ding)(ding)磁(ci)信(xin)號(hao)。電(dian)(dian)子標(biao)定(ding)(ding)器包括(kuo)操作手柄、套(tao)筒、外罩、電(dian)(dian)池及(ji)充電(dian)(dian)器。其主要有以下特(te)點:
1)采用一(yi)個永(yong)磁源(yuan),信號穩定一(yi)致。
2)永磁源做高(gao)速、高(gao)精度旋轉運(yun)動,磁場源與探頭之(zhi)間相對運(yun)動的速度不會影響標定準確(que)性(xing)。
3)采用(yong)離(li)線方式(shi)對單個探靴依次標(biao)定。
4)精度高(gao),可靠(kao)性高(gao),工(gong)作性能穩定。
5)手提便攜式設計,體積小(xiao)巧(qiao),攜帶使用(yong)方便。
采用(yong)電(dian)子(zi)標定(ding)器對檢(jian)測探(tan)頭(tou)進行靜態標定(ding)的流程如下:
(1)準備工(gong)作一檢(jian)測信號(hao)系統處于工(gong)作狀態。安裝(zhuang)檢(jian)測軟件,并(bing)將標定探頭、前置放大器、數據采集卡以(yi)及顯示(shi)計算機依次(ci)連接好,如圖4-92所(suo)示(shi)。
(2)標(biao)定 首(shou)先進(jin)入軟(ruan)件標(biao)定界面,如圖(tu)4-93所(suo)示(shi)。
將標(biao)定(ding)器放在探頭(tou)檢測面上(shang),用標(biao)定(ding)器的定(ding)位邊緊貼(tie)在探頭(tou)一側進(jin)行左(zuo)右定(ding)位,如(ru)圖4-94所示。
打開(kai)(kai)標定(ding)器(qi),開(kai)(kai)始輸出磁場(chang)信號。檢測過(guo)程中,推動標定(ding)器(qi)從探頭的一端(duan)較勻速地滑向另一端(duan)。每個通(tong)道的信號通(tong)過(guo)前置放大(da)器(qi)、數據采集(ji)卡(ka),最終被檢測軟件獲取(qu)及保(bao)存。
保(bao)存數(shu)據,關閉標定器。
(3)數據(ju)分(fen)析,調節增益 打開數據(ju)軟件采集的數據(ju),如圖4-95所示。
圖(tu)4-95中,通(tong)道(dao)(dao)1波(bo)(bo)高55.5dB,通(tong)道(dao)(dao)2波(bo)(bo)高55dB,通(tong)道(dao)(dao)3波(bo)(bo)高57dB,通(tong)道(dao)(dao)4波(bo)(bo)高56dB,通(tong)道(dao)(dao)5波(bo)(bo)高56dB,通(tong)道(dao)(dao)6波(bo)(bo)高55dB,通(tong)道(dao)(dao)7波(bo)(bo)高56dB,通(tong)道(dao)(dao)8波(bo)(bo)高56.5dB。之后,將(jiang)門限設置為大多數通(tong)道(dao)(dao)信號的波(bo)(bo)高處(chu),如圖(tu)4-96所示。
將通道1增(zeng)益(yi)提高(gao)(gao)0.5dB,通道2、6增(zeng)益(yi)提高(gao)(gao)1dB,通道3增(zeng)益(yi)減小1dB,通道8增(zeng)益(yi)減小0.5dB。調節后(hou)再用標定器重(zhong)復步驟(2),得到(dao)的(de)信號如圖(tu)4-97所示。
二(er)、動態標定方法
動態標(biao)定方(fang)法是指采用帶有人工缺陷(xian)的(de)鋼管重復通(tong)過(guo)檢測(ce)(ce)系統,來(lai)對陣列檢測(ce)(ce)通(tong)道進行標(biao)定。在標(biao)定過(guo)程(cheng)中,需要調整鋼管的(de)角(jiao)度(du)與位置(zhi)使鋼管上的(de)同一缺陷(xian)依次經過(guo)不同的(de)檢測(ce)(ce)通(tong)道。
不銹鋼(gang)管橫(heng)(heng)向缺陷(xian)(xian)檢測系統的(de)(de)標(biao)定(ding)方(fang)法為(wei),在鋼(gang)管表(biao)面刻制(zhi)一個環(huan)形槽,一次性通(tong)(tong)過(guo)所有(you)橫(heng)(heng)向缺陷(xian)(xian)檢測傳感器,或者通(tong)(tong)過(guo)不斷調整刻制(zhi)有(you)標(biao)準橫(heng)(heng)向缺陷(xian)(xian)鋼(gang)管的(de)(de)角度,使缺陷(xian)(xian)依次經過(guo)所有(you)橫(heng)(heng)向檢測通(tong)(tong)道(dao),最終可根據各(ge)通(tong)(tong)道(dao)產生的(de)(de)信(xin)號幅(fu)值差(cha)異(yi)進(jin)行增益調整,使得(de)缺陷(xian)(xian)無論以(yi)何種角度進(jin)入(ru)橫(heng)(heng)向檢測主機各(ge)通(tong)(tong)道(dao)均能(neng)獲得(de)一致的(de)(de)檢測信(xin)號幅(fu)值。
縱向(xiang)缺(que)陷(xian)檢(jian)(jian)測系統的(de)(de)標定(ding)則可利(li)用刻(ke)制在樣管上(shang)的(de)(de)長(chang)軸向(xiang)裂(lie)紋一次性通(tong)過(guo)所有縱向(xiang)缺(que)陷(xian)檢(jian)(jian)測傳感(gan)器(qi),或者刻(ke)制有標準縱向(xiang)缺(que)陷(xian)的(de)(de)鋼管慢慢向(xiang)前運(yun)動,使(shi)缺(que)陷(xian)依次經過(guo)所有縱向(xiang)檢(jian)(jian)測通(tong)道(dao),同樣,最后根據(ju)各通(tong)道(dao)的(de)(de)信號(hao)輸出(chu)差異來調整通(tong)道(dao)增益,使(shi)得所有傳感(gan)器(qi)產(chan)生相同的(de)(de)信號(hao)幅值。常用的(de)(de)標定(ding)方法(fa)對樣管的(de)(de)制作要求(qiu)較高(gao),如樣管上(shang)的(de)(de)環形(xing)槽和(he)長(chang)裂(lie)紋。如果用于標定(ding)的(de)(de)缺(que)陷(xian)尺寸或形(xing)位(wei)尺寸精度不(bu)滿足相應要求(qiu),則會降低(di)標定(ding)的(de)(de)效果和(he)準確性。