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原文传递一种基于脉冲漏磁信号暂态特征的缺陷量化评估方法

专利名称：	一种基于脉冲漏磁信号暂态特征的缺陷量化评估方法
摘要：	本发明公开了一种基于脉冲漏磁信号暂态特征的缺陷量化评估方法，包括以下步骤：(1)设计并制作脉冲漏磁检测装置，包括磁芯、励磁线圈和霍尔传感器等，并使用该装置检测待测样本；(2)制作材料、厚度与待测样本完全相同的标准缺陷样本，并使用漏磁检测装置检测标准缺陷。记录传感器输出的漏磁信号并对时间求一阶导数；(3)提取漏磁信号导数的极大值时间t1及极小值时间t2，绘制“极大值时间t1—埋藏深度b”曲线和“极小值时间t2—缺陷深度d”曲线；(4)使用脉冲漏磁检测装置检测待测样本，将测得的漏磁信号对时间求一阶导数。提取导数的极大值时间T1及极小值时间T2，对照上述两条曲线，即可同时评估缺陷的深度及埋藏深度。本方法能够快速、有效、准确地判断出被测钢板缺陷的深度和埋藏深度，对后期的检修维护提供帮助和指导。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京航空航天大学
发明人：	许鹏;方舟;王平
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-31T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910471369.3
公开号：	CN110208365A
代理机构：	江苏圣典律师事务所
代理人：	贺翔
分类号：	G01N27/83(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	211106 江苏省南京市江宁区将军大道29号
主权项：	1.一种基于脉冲漏磁信号暂态特征的缺陷量化评估方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)设计并制作脉冲漏磁检测装置，包括磁芯、励磁线圈和霍尔传感器等，并使用该装置检测待测样本； (2)制作材料、厚度与待测样本完全相同的标准缺陷样本，使用漏磁检测装置检测标准缺陷；记录传感器输出的漏磁信号并对时间求一阶导数； (3)提取漏磁信号导数的极大值时间t1及极小值时间t2，绘制“极大值时间t1—埋藏深度b”曲线和“极小值时间t2—缺陷深度d”曲线； (4)使用脉冲漏磁检测装置检测待测样本，将测得的漏磁信号对时间求一阶导数；提取导数的极大值时间T1及极小值时间T2，对照上述两条曲线，即可同时评估缺陷的深度及埋藏深度。 2.如权利要求1所述的一种基于脉冲漏磁信号暂态特征的缺陷量化评估方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体步骤如下： (1.1)使用漏磁检测装置检测缺陷时，向激励线圈施加脉冲方波电压激励，激励电压大小为U，移动探头对标准缺陷样本进行检测，并采集y方向，即垂直于钢板表面方向的传感器输出信号； (1.2)当检测位置没有缺陷时，输出信号为0；当探头逐渐靠近缺陷时，输出信号的稳态值先变大，随后迅速减小；则输出信号稳态值随检测位置变化曲线的过零点处即为缺陷所在的位置。 3.如权利要求2所述的一种基于脉冲漏磁信号暂态特征的缺陷量化评估方法，其特征在于，对检测过程中的相关参数有如下限制：方波周期T满足：方波的上升时间tr满足： tr＜0.01 探头的移动速度v满足：输出信号的采样频率f满足： f≥21.7U0.68 其中，D为方波的占空比，U为激励电压，dmin为希望检测到的最浅的缺陷深度。 4.如权利要求1所述的一种基于脉冲漏磁信号暂态特征的缺陷量化评估方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体步骤如下： (2.1)标准缺陷样本包括两组样本，第一组样本为一系列不同埋藏深度的缺陷，第二组样本为一系列不同深度的缺陷；每组样本包含至少三条不同的缺陷，缺陷数量越多则标定的曲线越准确； (2.2)对所述标准缺陷样本进行检测后，提取检测点距离缺陷中心Δx范围内一个或多个周期的漏磁信号；以脉冲激励的上升沿为时间零点，漏磁信号从0时刻开始逐渐上升至稳态；对该时间段内的漏磁信号运用差分法进行求导。 5.如权利要求4所述的一种基于脉冲漏磁信号暂态特征的缺陷量化评估方法，其特征在于，检测点和缺陷中心的距离Δx小于2mm。 6.如权利要求1所述的一种基于脉冲漏磁信号暂态特征的缺陷量化评估方法，其特征在于，所述的步骤(3)具体步骤如下： (3.1)当缺陷深度和埋藏深度在设定范围内时，漏磁信号的导数有两个极大值和一个极小值；当缺陷深度及埋藏深度大于设定范围时，导数只有一个极大值，无极小值； (3.2)当导数有两个极大值和一个极小值时，提取前一个极大值的出现时间t1和极小值的出现时间t2，在激励电压一定的情况下，前一个极大值的出现时间t1仅与缺陷的埋藏深度b有关，且呈线性关系，记录第一组标准样本缺陷的埋藏深度b及其对应的极大值时间t1；根据最小二乘原理，使用一次函数对其拟合，得到“极大值时间t1—埋藏深度b”曲线；同理，由于极小值的出现时间t2仅和缺陷深度d有关，且呈线性关系，记录第二组标准样本缺陷的深度d及其对应的极小值时间t2，并使用一次函数对其拟合，得“极小值时间t2—缺陷深度d”曲线； (3.3)当步骤(2.2)中提取的是一个周期的信号时，该信号求导后的极值时间即为最终记录的极值时间；当提取了多个周期的信号时，对各个周期的信号分别以其各自的激励电压上升沿为时间零点进行求导，并将各导数对应的极值时间的平均值作为最终记录的极值时间。 7.如权利要求1所述的一种基于脉冲漏磁信号暂态特征的缺陷量化评估方法，其特征在于，所述的步骤(4)具体步骤如下： (4.1)保持激励电压与检测标准样本时的大小一致，对待测样本进行检测，并采用与步骤(2)(3)中相同的方法对检测到的漏磁信号进行求导与特征量提取； (4.2)如导数有两个极大值和一个极小值，则记录前一个极大值的出现时间T1和极小值的出现时间T2；分别将其代入步骤(3.2)中所绘的“极大值时间t1—埋藏深度b”曲线及“极小值时间t2—缺陷深度d”曲线，即可得到被测缺陷的深度及埋藏深度；如导数只有一个极大值、无极小值，则说明该缺陷的深度及埋藏深度较深。
所属类别：	发明专利