不(bu)銹鋼(gang)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(biao)定是在(zai)正常工作采集(ji)前對各檢測(ce)通道一致性的預處理(li)(li)。在(zai)漏(lou)磁檢測(ce)中(zhong),一般在(zai)檢測(ce)設備使用了一定的次數或時間后將要進行(xing)一次標(biao)定處理(li)(li),包括:
(1)校準通(tong)道基準
通道(dao)(dao)基準(zhun)是信號(hao)圖形化(hua)顯示(shi)的(de)(de)基線(xian),校(xiao)(xiao)準(zhun)通道(dao)(dao)基準(zhun)一方面是為了檢測信號(hao)最大化(hua)圖形顯示(shi);另一方面,校(xiao)(xiao)準(zhun)通道(dao)(dao)基準(zhun)是同多通道(dao)(dao)融(rong)合處理的(de)(de)必要條件。最常用的(de)(de)校(xiao)(xiao)準(zhun)通道(dao)(dao)基準(zhun)的(de)(de)方法是每個通道(dao)(dao)對(dui)自身通道(dao)(dao)的(de)(de)所(suo)有數據(ju)求均值,即
Ci=Σdj/Ln (4-44) 式中,C;是第(di)i個(ge)通(tong)道(dao)的(de)(de)基準;L。為(wei)第(di)i個(ge)通(tong)道(dao)的(de)(de)數據長(chang)度(du);dj為(wei)第(di)i個(ge)通(tong)道(dao)第(di)j個(ge)數據的(de)(de)采樣(yang)值(zhi)。
(2)校準(zhun)通道增(zeng)益(yi)
通(tong)道(dao)增(zeng)益是(shi)信號圖(tu)形化顯(xian)示的(de)放大倍數,不僅影響圖(tu)形化的(de)顯(xian)示效(xiao)果,更重(zhong)要的(de)是(shi)通(tong)道(dao)增(zeng)益的(de)校準是(shi)缺陷判(pan)斷的(de)重(zhong)要參數。檢測設備對不同(tong)材質、不同(tong)規格的(de)被測物件的(de)靈(ling)(ling)敏度會(hui)有(you)不同(tong),且各傳(chuan)感器靈(ling)(ling)敏度之(zhi)間也會(hui)有(you)一定差異,所以校準通(tong)道(dao)增(zeng)益是(shi)標定處理中(zhong)的(de)重(zhong)要環節。
校(xiao)準通(tong)道增(zeng)益(yi)與(yu)具體的(de)(de)檢測應(ying)用,特(te)別是與(yu)具體的(de)(de)標樣(yang)有(you)著密切的(de)(de)關(guan)系(xi)。常(chang)用的(de)(de)校(xiao)準通(tong)道增(zeng)益(yi)的(de)(de)方法是:將標樣(yang)上(shang)標準缺(que)陷(xian)(xian)的(de)(de)峰值校(xiao)準到(dao)對應(ying)門限值處,一(yi)般是將相同缺(que)陷(xian)(xian)逐一(yi)或一(yi)次性能地被(bei)傳感器檢測到(dao)。
Y;=THp/(dimax-C;) (4-45) 式中,Y;是第i個(ge)通道的(de)(de)增益(yi);TH為門限值;dimar是第i個(ge)通道檢測到(dao)的(de)(de)指定缺(que)陷的(de)(de)峰值;C;為經校準過(guo)的(de)(de)第i個(ge)通道的(de)(de)基準;p為單(dan)位轉換系數(shu)。
為提高不銹鋼(gang)管(guan)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
電子標(biao)(biao)(biao)定器(qi)是(shi)一種標(biao)(biao)(biao)準的磁信號發生器(qi)。如圖4-91所示,永久磁鐵在標(biao)(biao)(biao)定器(qi)中做高(gao)速旋轉運動,形成(cheng)脈動磁信號源,產生的磁場信號遍歷檢測探靴中的磁敏(min)感元件(jian),形成(cheng)標(biao)(biao)(biao)定磁信號。電子標(biao)(biao)(biao)定器(qi)包括(kuo)操作手柄、套筒、外(wai)罩、電池及充電器(qi)。其主要有以下(xia)特點:
1)采用一(yi)個永磁源,信(xin)號穩定一(yi)致(zhi)。
2)永磁源做高速(su)、高精度旋轉運動(dong),磁場源與探(tan)頭之間相對運動(dong)的速(su)度不會(hui)影響標定準確性。
3)采用離(li)線方式對單個(ge)探靴依(yi)次標(biao)定。
4)精度高,可(ke)靠性(xing)(xing)高,工作性(xing)(xing)能(neng)穩定。
5)手提便攜式設(she)計,體積小巧,攜帶使用(yong)方便。

采用電(dian)子標定器對檢測探頭進行靜態(tai)標定的流(liu)程如(ru)下:
(1)準(zhun)備工作(zuo)一(yi)檢測信(xin)號系(xi)統處于工作(zuo)狀態。安裝檢測軟(ruan)件,并將標(biao)定探頭、前(qian)置放(fang)大器(qi)、數據采(cai)集卡以及顯(xian)示(shi)計算(suan)機依次連接好,如圖(tu)4-92所示(shi)。

(2)標(biao)定 首先進(jin)入(ru)軟件標(biao)定界(jie)面,如圖4-93所示。

將標定(ding)(ding)器(qi)放在(zai)探頭(tou)檢(jian)測(ce)面上,用標定(ding)(ding)器(qi)的定(ding)(ding)位邊(bian)緊貼在(zai)探頭(tou)一側進行(xing)左右定(ding)(ding)位,如(ru)圖(tu)4-94所示。
打(da)開標定器,開始輸出(chu)磁場信(xin)號(hao)。檢測(ce)過程中,推動(dong)標定器從探頭(tou)的(de)一端較(jiao)勻速地滑向另一端。每個通道的(de)信(xin)號(hao)通過前置放大器、數(shu)據采集卡,最終被檢測(ce)軟件獲取(qu)及保存。
保存數據,關閉標定器。
(3)數據(ju)分析(xi),調(diao)節增益(yi) 打開數據(ju)軟(ruan)件采集(ji)的數據(ju),如(ru)圖4-95所示。
圖(tu)4-95中(zhong),通(tong)(tong)(tong)道(dao)1波(bo)(bo)(bo)高(gao)55.5dB,通(tong)(tong)(tong)道(dao)2波(bo)(bo)(bo)高(gao)55dB,通(tong)(tong)(tong)道(dao)3波(bo)(bo)(bo)高(gao)57dB,通(tong)(tong)(tong)道(dao)4波(bo)(bo)(bo)高(gao)56dB,通(tong)(tong)(tong)道(dao)5波(bo)(bo)(bo)高(gao)56dB,通(tong)(tong)(tong)道(dao)6波(bo)(bo)(bo)高(gao)55dB,通(tong)(tong)(tong)道(dao)7波(bo)(bo)(bo)高(gao)56dB,通(tong)(tong)(tong)道(dao)8波(bo)(bo)(bo)高(gao)56.5dB。之后,將(jiang)門限(xian)設置為大多(duo)數通(tong)(tong)(tong)道(dao)信(xin)號的(de)波(bo)(bo)(bo)高(gao)處,如圖(tu)4-96所示。

將通(tong)(tong)道1增益(yi)(yi)提(ti)(ti)高0.5dB,通(tong)(tong)道2、6增益(yi)(yi)提(ti)(ti)高1dB,通(tong)(tong)道3增益(yi)(yi)減小1dB,通(tong)(tong)道8增益(yi)(yi)減小0.5dB。調(diao)節(jie)后再用標(biao)定器重復步驟(2),得到的信號如(ru)圖(tu)4-97所示。

二(er)、動態標定(ding)方(fang)法
動態標定(ding)方(fang)法是指采用帶(dai)有人工缺陷的鋼(gang)管(guan)重(zhong)復通過檢(jian)測(ce)系統,來(lai)對陣列檢(jian)測(ce)通道進行標定(ding)。在標定(ding)過程中(zhong),需要調(diao)整(zheng)鋼(gang)管(guan)的角度(du)與位(wei)置(zhi)使鋼(gang)管(guan)上(shang)的同一缺陷依次經(jing)過不(bu)同的檢(jian)測(ce)通道。
不銹(xiu)鋼管(guan)橫(heng)(heng)向(xiang)(xiang)缺(que)(que)(que)陷(xian)檢(jian)測(ce)(ce)系統的標(biao)定方法為(wei),在鋼管(guan)表面刻制(zhi)一(yi)(yi)個環形槽,一(yi)(yi)次(ci)性通(tong)過(guo)(guo)所(suo)有(you)橫(heng)(heng)向(xiang)(xiang)缺(que)(que)(que)陷(xian)檢(jian)測(ce)(ce)傳感器(qi),或者通(tong)過(guo)(guo)不斷調整刻制(zhi)有(you)標(biao)準橫(heng)(heng)向(xiang)(xiang)缺(que)(que)(que)陷(xian)鋼管(guan)的角(jiao)度(du),使缺(que)(que)(que)陷(xian)依次(ci)經過(guo)(guo)所(suo)有(you)橫(heng)(heng)向(xiang)(xiang)檢(jian)測(ce)(ce)通(tong)道(dao)(dao),最終可(ke)根據各通(tong)道(dao)(dao)產生的信(xin)號幅(fu)值差異進行增益調整,使得缺(que)(que)(que)陷(xian)無論以何種角(jiao)度(du)進入(ru)橫(heng)(heng)向(xiang)(xiang)檢(jian)測(ce)(ce)主(zhu)機各通(tong)道(dao)(dao)均能獲得一(yi)(yi)致的檢(jian)測(ce)(ce)信(xin)號幅(fu)值。
縱(zong)向缺陷(xian)檢測系(xi)統的(de)(de)標定(ding)則可(ke)利用(yong)刻(ke)制在樣管(guan)上的(de)(de)長(chang)軸向裂紋一(yi)次性(xing)通(tong)過所有縱(zong)向缺陷(xian)檢測傳(chuan)(chuan)感器,或者刻(ke)制有標準縱(zong)向缺陷(xian)的(de)(de)鋼管(guan)慢(man)慢(man)向前運(yun)動,使缺陷(xian)依次經過所有縱(zong)向檢測通(tong)道(dao),同樣,最后根(gen)據各通(tong)道(dao)的(de)(de)信號輸出差異(yi)來調整通(tong)道(dao)增益,使得(de)所有傳(chuan)(chuan)感器產生相同的(de)(de)信號幅值(zhi)。常用(yong)的(de)(de)標定(ding)方法對樣管(guan)的(de)(de)制作要求(qiu)較高(gao),如樣管(guan)上的(de)(de)環形(xing)槽和長(chang)裂紋。如果用(yong)于(yu)標定(ding)的(de)(de)缺陷(xian)尺寸或形(xing)位尺寸精度不滿足相應要求(qiu),則會降低(di)標定(ding)的(de)(de)效果和準確性(xing)。

