不銹(xiu)鋼管自動化漏磁檢(jian)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。


 標定是在(zai)(zai)正常工作采集前對各(ge)檢(jian)測(ce)通道一致性的(de)預處(chu)理。在(zai)(zai)漏磁檢(jian)測(ce)中,一般在(zai)(zai)檢(jian)測(ce)設備使用了一定的(de)次(ci)數或時間后(hou)將要進行(xing)一次(ci)標定處(chu)理,包(bao)括:


(1)校(xiao)準通(tong)道基準 


   通道(dao)(dao)基(ji)準(zhun)是(shi)(shi)信號(hao)圖形化顯示的(de)基(ji)線,校準(zhun)通道(dao)(dao)基(ji)準(zhun)一(yi)方(fang)面(mian)是(shi)(shi)為了檢測信號(hao)最(zui)大化圖形顯示;另一(yi)方(fang)面(mian),校準(zhun)通道(dao)(dao)基(ji)準(zhun)是(shi)(shi)同多通道(dao)(dao)融(rong)合處理的(de)必要條件(jian)。最(zui)常用的(de)校準(zhun)通道(dao)(dao)基(ji)準(zhun)的(de)方(fang)法是(shi)(shi)每個通道(dao)(dao)對自身通道(dao)(dao)的(de)所(suo)有數據求均值,即


   Ci=Σdj/Ln  (4-44)  式中(zhong),C;是第(di)i個(ge)通道的(de)基(ji)準;L。為(wei)第(di)i個(ge)通道的(de)數據長度(du);dj為(wei)第(di)i個(ge)通道第(di)j個(ge)數據的(de)采樣值(zhi)。


(2)校準通道增益 


   通(tong)(tong)道增(zeng)益(yi)是(shi)(shi)信號(hao)圖(tu)(tu)形(xing)化顯(xian)示的(de)放(fang)大倍數,不(bu)僅影響圖(tu)(tu)形(xing)化的(de)顯(xian)示效果,更(geng)重要的(de)是(shi)(shi)通(tong)(tong)道增(zeng)益(yi)的(de)校準是(shi)(shi)缺陷判斷的(de)重要參數。檢測設(she)備(bei)對不(bu)同材(cai)質、不(bu)同規格的(de)被(bei)測物件的(de)靈(ling)敏度會(hui)(hui)有不(bu)同,且各(ge)傳感器(qi)靈(ling)敏度之間(jian)也(ye)會(hui)(hui)有一定差異,所以校準通(tong)(tong)道增(zeng)益(yi)是(shi)(shi)標定處理中的(de)重要環節。


   校準(zhun)通(tong)道增益與(yu)具(ju)(ju)體的(de)(de)檢測應(ying)用(yong),特別是與(yu)具(ju)(ju)體的(de)(de)標樣有著密切的(de)(de)關系。常用(yong)的(de)(de)校準(zhun)通(tong)道增益的(de)(de)方法是:將標樣上標準(zhun)缺陷(xian)的(de)(de)峰值校準(zhun)到(dao)對應(ying)門限值處,一(yi)般是將相同(tong)缺陷(xian)逐一(yi)或(huo)一(yi)次性能(neng)地被(bei)傳感器(qi)檢測到(dao)。


   Y;=THp/(dimax-C;) (4-45)  式中(zhong),Y;是第i個通(tong)道(dao)的(de)(de)增(zeng)益(yi);TH為門限值;dimar是第i個通(tong)道(dao)檢測到的(de)(de)指定缺陷的(de)(de)峰值;C;為經校準過的(de)(de)第i個通(tong)道(dao)的(de)(de)基準;p為單(dan)位轉換系數。


   為提高不銹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(jing)態(tai)標定方法


  電子標定器(qi)是一種(zhong)標準(zhun)的(de)磁信號發(fa)生器(qi)。如圖(tu)4-91所示,永久磁鐵(tie)在標定器(qi)中做高速旋轉運動(dong),形成脈動(dong)磁信號源(yuan),產生的(de)磁場信號遍歷檢測探(tan)靴中的(de)磁敏(min)感元件(jian),形成標定磁信號。電子標定器(qi)包(bao)括操作手柄、套(tao)筒、外罩、電池及充電器(qi)。其主要有(you)以(yi)下特點:


  1)采用一(yi)個(ge)永磁源(yuan),信號(hao)穩定一(yi)致(zhi)。


  2)永磁(ci)源做(zuo)高速、高精度旋轉運(yun)(yun)動(dong)(dong),磁(ci)場(chang)源與探(tan)頭之間相對運(yun)(yun)動(dong)(dong)的速度不會影響(xiang)標定準(zhun)確性。


  3)采(cai)用離線方式(shi)對單(dan)個探(tan)靴依次標定。


  4)精(jing)度高,可(ke)靠性高,工作性能穩定。


  5)手提便攜式設計,體積小(xiao)巧,攜帶(dai)使(shi)用(yong)方便。


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 采用電子標定器對(dui)檢(jian)測探(tan)頭(tou)進行靜態標定的流程如下:


(1)準備工(gong)(gong)作一檢測信號系(xi)統處于(yu)工(gong)(gong)作狀態。安裝檢測軟件,并將標定(ding)探頭、前置放大器、數據采集卡以及顯示(shi)計(ji)算機(ji)依次(ci)連接好,如圖4-92所示(shi)。


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(2)標(biao)定(ding)(ding) 首先(xian)進入軟件(jian)標(biao)定(ding)(ding)界面,如圖4-93所(suo)示。


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將標定器(qi)放在(zai)探頭檢測(ce)面(mian)上,用標定器(qi)的定位(wei)邊緊貼在(zai)探頭一側進(jin)行左右定位(wei),如圖4-94所示。


打開標定器(qi),開始輸出磁(ci)場信號。檢測(ce)過程中,推動標定器(qi)從探頭的一(yi)端(duan)較勻速地滑(hua)向(xiang)另一(yi)端(duan)。每個通道(dao)的信號通過前置放大(da)器(qi)、數據采集卡,最(zui)終被檢測(ce)軟件獲取及保存。


保(bao)存數據,關(guan)閉(bi)標定器。


(3)數(shu)據分析,調節(jie)增益 打開(kai)數(shu)據軟件(jian)采集(ji)的數(shu)據,如圖4-95所(suo)示。


  圖(tu)(tu)4-95中,通(tong)(tong)(tong)道1波(bo)(bo)高(gao)(gao)55.5dB,通(tong)(tong)(tong)道2波(bo)(bo)高(gao)(gao)55dB,通(tong)(tong)(tong)道3波(bo)(bo)高(gao)(gao)57dB,通(tong)(tong)(tong)道4波(bo)(bo)高(gao)(gao)56dB,通(tong)(tong)(tong)道5波(bo)(bo)高(gao)(gao)56dB,通(tong)(tong)(tong)道6波(bo)(bo)高(gao)(gao)55dB,通(tong)(tong)(tong)道7波(bo)(bo)高(gao)(gao)56dB,通(tong)(tong)(tong)道8波(bo)(bo)高(gao)(gao)56.5dB。之后,將門限設置為(wei)大(da)多數(shu)通(tong)(tong)(tong)道信號(hao)的波(bo)(bo)高(gao)(gao)處,如(ru)圖(tu)(tu)4-96所(suo)示。


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  將通道(dao)1增益提高0.5dB,通道(dao)2、6增益提高1dB,通道(dao)3增益減小(xiao)1dB,通道(dao)8增益減小(xiao)0.5dB。調(diao)節后再用標定器重(zhong)復步(bu)驟(2),得到的信號(hao)如圖4-97所示。


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二(er)、動態(tai)標定(ding)方法


  動(dong)態(tai)標(biao)定(ding)方法(fa)是指采用帶有人工缺陷的鋼管(guan)(guan)重復通(tong)過檢測(ce)(ce)系(xi)統,來對(dui)陣列檢測(ce)(ce)通(tong)道進行標(biao)定(ding)。在標(biao)定(ding)過程中(zhong),需要調整鋼管(guan)(guan)的角度(du)與位置使鋼管(guan)(guan)上的同一(yi)缺陷依次經過不(bu)同的檢測(ce)(ce)通(tong)道。


  不(bu)銹鋼管橫向缺(que)陷(xian)(xian)檢測(ce)系統(tong)的標(biao)定方法為,在鋼管表面刻制(zhi)一(yi)個環形槽,一(yi)次(ci)性通(tong)過(guo)所有(you)橫向缺(que)陷(xian)(xian)檢測(ce)傳感器,或(huo)者通(tong)過(guo)不(bu)斷調整(zheng)刻制(zhi)有(you)標(biao)準橫向缺(que)陷(xian)(xian)鋼管的角度,使缺(que)陷(xian)(xian)依(yi)次(ci)經過(guo)所有(you)橫向檢測(ce)通(tong)道,最終可根據各通(tong)道產生的信號(hao)幅值差異進行增益調整(zheng),使得缺(que)陷(xian)(xian)無(wu)論以何種角度進入橫向檢測(ce)主機各通(tong)道均能獲(huo)得一(yi)致(zhi)的檢測(ce)信號(hao)幅值。


  縱向(xiang)缺(que)陷(xian)檢測(ce)(ce)系統的(de)(de)標(biao)定(ding)則可(ke)利(li)用刻(ke)制在樣管(guan)上(shang)的(de)(de)長軸向(xiang)裂紋(wen)一(yi)次(ci)性(xing)通(tong)過所有縱向(xiang)缺(que)陷(xian)檢測(ce)(ce)傳感(gan)器(qi),或者刻(ke)制有標(biao)準縱向(xiang)缺(que)陷(xian)的(de)(de)鋼管(guan)慢慢向(xiang)前運動,使(shi)(shi)缺(que)陷(xian)依次(ci)經過所有縱向(xiang)檢測(ce)(ce)通(tong)道(dao),同樣,最后(hou)根據各通(tong)道(dao)的(de)(de)信號輸(shu)出差異(yi)來調(diao)整通(tong)道(dao)增益,使(shi)(shi)得(de)所有傳感(gan)器(qi)產生相(xiang)同的(de)(de)信號幅值。常用的(de)(de)標(biao)定(ding)方法對(dui)樣管(guan)的(de)(de)制作要求較高,如(ru)樣管(guan)上(shang)的(de)(de)環(huan)形槽(cao)和長裂紋(wen)。如(ru)果用于(yu)標(biao)定(ding)的(de)(de)缺(que)陷(xian)尺(chi)寸(cun)或形位尺(chi)寸(cun)精度不滿足相(xiang)應(ying)要求,則會降低標(biao)定(ding)的(de)(de)效果和準確性(xing)。





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