详情

原文传递一种用于裂纹检测的涡流无损检测系统及方法

专利名称：	一种用于裂纹检测的涡流无损检测系统及方法
摘要：	本发明属于无损检测技术领域，涉及一种用于裂纹检测的涡流无损检测系统及方法，优化触发信号各频段分量的初始相位，合成并输出优化后的多频段触发信号；将多频段触发信号通过信号发生器在检测对象表面形成涡流场，输出端部线圈产生的响应信号；采集响应信号，计算每个频段序列信号峰值偏移，按照峰值偏移调整多频段触发信号的各频段分量的初始相位；将调整后的多频段触发信号再次输入到信号发生器，测量检测对象的综合磁感应强度；计算该已知裂纹等级的试件的综合磁感应强度，与测得的综合磁感应强度比较，判断检测对象的裂纹等级。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	天津;12
申请人：	天津市滨海新区检验检测中心
发明人：	宋洪昌;沈志国;李健;郝子瑜;孙鑫淮
专利状态：	有效
申请日期：	2023-10-19T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-21T00:00:00+0800
申请号：	CN202311352522.3
公开号：	CN117092208A
代理机构：	天津合正知识产权代理有限公司
代理人：	李成运
分类号：	G01N27/90;G01R33/00;G01R33/02;G;G01;G01N;G01R;G01N27;G01R33;G01N27/90;G01R33/00;G01R33/02
申请人地址：	300450 天津市滨海新区塘沽杭州道70号
主权项：	1.一种用于裂纹检测的涡流无损检测方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、优化触发信号各频段分量的初始相位，合成并输出优化后的多频段触发信号； S2、将多频段触发信号通过信号发生器在检测对象表面形成涡流场，由位于检测对象端部的线圈输出响应信号； S3、采集响应信号，计算每个频段序列信号的峰值偏移，按照峰值偏移调整多频段触发信号的各频段分量的初始相位； S4、将调整后的多频段触发信号再次输入到信号发生器，测量检测对象的综合磁感应强度； S5、计算已知裂纹等级的试件的综合磁感应强度，与步骤S4中测得的综合磁感应强度比较，判断检测对象的裂纹等级。 2.根据权利要求1所述的涡流无损检测方法，其特征在于，步骤S3中，每个频段序列信号的峰值偏移SK为：；其中：；；式中：x(k)为每个频段序列信号的傅里叶变换，k为傅里叶变换的横坐标变量，N1为线性调频起始频率对应的傅里叶变换点横坐标，N2为线性调频终止频率对应的傅里叶变换点横坐标，为x(k)的均值，D为x(k)的标准方差。 3.根据权利要求2所述的涡流无损检测方法，其特征在于，步骤S4中，当检测对象表面有裂纹时，检测对象的综合磁感应强度写为：；信号发生器周围产生磁场的磁感应强度为Bc，线圈产生的磁感应强度记为，检测对象的裂纹处产生的磁场为/>。 4.根据权利要求3所述的涡流无损检测方法，其特征在于，步骤S5中，将已知裂纹等级的试件作为标准，将探头内的电流J0导入电磁场方程，计算所述已知裂纹等级的试件的综合磁感应强度，电磁场方程如下式所示：；式中：表示检测对象的磁导率；/>为梯度算符；/>表示检测对象的电导率；t表示时间，a为平衡系数，Bw为已知裂纹等级的试件的综合磁感应强度；计算检测对象的裂纹等级P为：。 5.根据权利要求2所述的涡流无损检测方法，其特征在于，步骤S1中，采用多个频率正弦信号同步合成多频段触发信号，同步合成的多频段触发信号随时间t变化的波形s(t)的计算公式为：；式中,Ai为N个频段分量中的第i个频段分量的幅值,为第i个频段分量的角频率,/>为第i个频段分量的初始相位。 6.根据权利要求5所述的涡流无损检测方法，其特征在于，利用快速傅里叶变换对波形s(t)进行傅立叶展开，波形展开形式I(t)如下式所示：；式中,Ai为第i个频段分量的幅值；j表示复数表达式的虚部标识；为第i个频段分量的角频率；t为时间。 7.根据权利要求5所述的涡流无损检测方法，其特征在于，通过适应度函数优化触发信号各频段分量的初始相位，适应度函数为：；其中，abs为绝对值函数，max为最大值函数。 8.一种用于裂纹检测的涡流无损检测系统，其特征在于，用于实现如权利要求1-7任意一项所述的涡流无损检测方法，包括：信号调制模块，信号输入模块，信号发生器，线圈，信号输出模块，信号处理模块，反馈模块，探测模块和判断模块；所述信号调制模块，用于优化触发信号各频段分量的初始相位，合成并输出优化后的多频段触发信号；所述信号输入模块，用于将多频段触发信号通过信号发生器在检测对象表面形成涡流场，通过信号输出模块输出线圈产生的响应信号；所述信号处理模块，对输出线圈产生的响应信号进行采集，计算每个频段序列信号的峰值偏移；所述反馈模块，用于按照峰值偏移调整多频段触发信号的各频段分量的初始相位，将调整后的多频段触发信号再次输入到信号发生器；所述探测模块，通过探头在检测对象上方运动，测量检测对象表面产生的感应磁场，计算检测对象的综合磁感应强度；所述判断模块，用于计算该已知裂纹等级的试件的综合磁感应强度，与所述探测模块测得的综合磁感应强度比较，判断检测对象的裂纹等级。