详情

原文传递消除GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化的涡流检测方法

专利名称：	消除GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化的涡流检测方法
摘要：	本发明公开了消除GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化的涡流检测方法，属于导电材料的涡流无损检测技术领域，包括构建空芯互垂线圈涡流探头、获得探头检测信号与探头提离变化的关系、获得探头检测信号与GIS筒体结构曲率变化的关系等步骤。本发明具有非接触、非介入、自动化程度高的特点，通过获取并分析空芯互垂线圈探头检测信号与GIS筒体结构曲率变化和探头提离变化的关系，利用数值拟合与代数运算即可有效地消除GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化的影响，从而准确、可靠地识别GIS筒体结构的缺陷，具有操作简单、识别精度高的优良特性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	国网安徽省电力有限公司马鞍山供电公司
发明人：	任学志;仲政;涂雪松;杨正好;金亚曦;齐斌;王伟;朱超;杨明
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-21T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202311057118.3
公开号：	CN117110420A
代理机构：	合肥昊晟德专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	何梓秋
分类号：	G01N27/90;G06F30/27;G06F18/213;G06F18/241;G06F111/10;G;G01;G06;G01N;G06F;G01N27;G06F30;G06F18;G06F111;G01N27/90;G06F30/27;G06F18/213;G06F18/241;G06F111/10
申请人地址：	243011 安徽省马鞍山市花雨路7号
主权项：	1.消除GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化的涡流检测方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：构建空芯互垂线圈涡流探头建立相互垂直且平分放置的空芯线圈探头，即互垂线圈涡流探头，且两空芯线圈探头之间预留间隙，互垂线圈涡流探头的下端面与被测对象上端面之间也预留间隙；根据被测对象的材料特性，确定互垂线圈涡流探头的最优工作频率，以达到最佳激励方式； S2：获得探头检测信号与探头提离变化的关系在保持GIS筒体结构曲率半径不变的情况下，通过数值计算获得互垂线圈涡流探头检测信号与探头提离变化的关系； S3：获得探头检测信号与GIS筒体结构曲率变化的关系在保持互垂线圈涡流探头提离不变的情况下，通过数值计算获得互垂线圈探头检测信号与GIS筒体结构曲率变化的关系； S4：提取GIS筒体结构缺陷的特征信号以GIS筒体结构无缺陷区域的探头检测信号为基准，提取不同缺陷下探头检测信号的特征信号，即探头检测信号的幅值和相位； S5：GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化的消除及缺陷的识别根据互垂线圈涡流探头在不同提离变化、曲率变化、不同缺陷下得到的检测信号，利用代数运算消除GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化的影响；分析由缺陷引起的检测信号变化量，通过比较缺陷引起的检测信号变化量实现GIS筒体结构缺陷的检测与识别。 2.根据权利要求1所述的消除GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化的涡流检测方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述互垂线圈涡流探头产生空间磁场，同时感知由GIS筒体结构缺陷引起的变化磁场，且两个相互垂直且平分放置的空芯线圈探头之间的磁场耦合为0。 3.根据权利要求1所述的消除GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化的涡流检测方法，其特征在于：在所述步骤S1中，空芯线圈探头为矩形或环形，且两个空芯线圈探头之间预留间隙小于0.5mm。 4.根据权利要求1所述的消除GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化的涡流检测方法，其特征在于：在所述步骤S1中，建立柱坐标系，其中z、r分别表示筒体的轴向和环向，坐标系原点在GIS筒体的轴线上；根据GIS筒体结构的材料特性，利用扫频方法确定互垂线圈涡流探头的最优工作频率，以达到最佳激励方式。 5.根据权利要求1所述的消除GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化的涡流检测方法，其特征在于：在所述步骤S2中，在保持GIS筒体结构曲率半径r不变的情况下，利用有限元方法获得互垂线圈探头检测信号与互垂线圈探头提离变化的关系。 6.根据权利要求5所述的消除GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化的涡流检测方法，其特征在于：在所述步骤S3中，在保持互垂线圈涡流探头提离不变的情况下，利用有限元方法获得互垂线圈探头检测信号与GIS筒体结构曲率变化的关系。 7.根据权利要求6所述的消除GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化的涡流检测方法，其特征在于：在所述步骤S5中，GIS筒体结构缺陷信号变化量计算公式如下： ΔV(r)＝V损伤(r)-V无损其中，V损伤(r)是互垂线圈涡流探头在设定曲率GIS筒体结构缺陷区域得到的检测信号，V无损为相应GIS筒体结构无缺陷区域的检测信号。 8.根据权利要求7所述的消除GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化的涡流检测方法，其特征在于：在所述步骤S5中，利用插值函数拟合互垂线圈涡流探头检测信号与GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化之间的关系，再利用代数运算方法消除拟合的插值函数，即消除GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化的影响。 9.根据权利要求8所述的消除GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化的涡流检测方法，其特征在于：在所述步骤S5中，缺陷引起的互垂线圈涡流探头检测信号变化量包括检测信号的幅值变化量和相位变化量。 10.根据权利要求9所述的消除GIS筒体结构曲率效应和探头提离变化的涡流检测方法，其特征在于：在所述步骤S5中，根据伪三维成像技术绘制探头检测信号变化量的二维云图，利用机器视觉和图像处理技术对缺陷信号变化量进行分析，构建GIS筒体结构缺陷识别体系，实现缺陷模式的分类；同时，建立深度学习的神经网络，以缺陷图像作为输入，通过仿真获得的检测信号作为训练样本，实现缺陷图像的识别。