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1、(10)申请公布号 CN 103776899 A (43)申请公布日 2014.05.07 CN 103776899 A (21)申请号 201410017024.8 (22)申请日 2014.01.15 G01N 27/90(2006.01) (71)申请人 华中科技大学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037 号 (72)发明人 武新军 李建 张卿 (74)专利代理机构 华中科技大学专利中心 42201 代理人 朱仁玲 (54) 发明名称 变脉宽激励的脉冲涡流检测方法 (57) 摘要 本发明公开了一种变脉宽激励的脉冲涡流 检测方法。该方法包括如下步骤 ：（1）将脉冲 涡流传。
2、感器置于被测试件上 ；（2）设置当前激 励脉宽 PWcur=t0；（3）获取检测信号， 测量时间 区间为 0,t ；（4）计算检测信号在时间区间 t1,t2 上的积分 INcur；（5） 设置下一个激励脉宽 PWnext=PWcur+PWadd；（6） 获取检测信号， 测量时间区 间为0,t ；（7） 计算检测信号在时间区间t1,t2 上 的 积 分 INnext；（8）计 算 RIcur=(INnext-INcur)/ INcurPWadd， 将 RIcur与 预 置 门 限 值 RI T比 较， 若 RIcurRIT， 则 执 行 步 骤 （9） ， 否 则， PWcur=PWnext， 。
3、INcur=INnext， 返回步骤 （5） ；（9） 记录当前激励脉宽 PWcur， 根据脉宽和检测区域特征的关系， 得到被测 试件的检测区域特征。该方法可对被测构件的各 区域特征进行检测， 不易受噪声影响， 简单且易于 操作。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103776899 A CN 103776899 A 1/2 页 2 1. 一种脉冲涡流检测方法， 其特征在于， 包括如下步骤 ： （1） 将脉冲涡流传感器置于被测试件上。
4、 ； （2） 设置当前激励脉宽 PWcur=t0， t0的取值范围为 1ms,100ms ； （3） 获取检测信号， 测量时间区间为 0,t， 其中， t 的取值范围为 500ms,2000ms ； （4）计算检测信号在时间区间 t1,t2 上的积分 INcur， 其中， t1的取值范围为 10ms,100ms， t2的取值范围为 300ms,2000ms ； （5） 设置下一个激励脉宽 PWnext=PWcur+PWadd， 脉宽增量 PWadd的取值范围为 1ms,500ms ； （6） 获取检测信号， 测量时间区间为 0,t ； （7） 计算检测信号在时间区间 t1,t2 上的积分 IN。
5、next； （8） 计算单位脉宽增量下积分值的相对增量 RIcur=(INnext-INcur)/INcurPWadd， 将 RIcur与 预置门限值 RIT比较， 若 RIcurRIT， 则执行步骤 （9） ， 否则， PWcur=PWnext， INcur=INnext， 返回步骤 （5） ； （9） 记录当前激励脉宽 PWcur， 根据脉宽和检测区域特征的关系， 得到被测试件的检测区 域特征。 2. 如权利要求 1 所述的脉冲涡流检测方法， 其特征在于， 所述脉宽和检测区域特征的 关系通过如下方法得到 ： （A1） 将脉冲涡流传感器置于标样构件某一区域之上 ； （A2） 设置当前激励脉宽。
6、 PWcur=t0， t0的取值范围为 1ms,100ms ； （A3）获 取 检 测 信 号， 测 量 时 间 区 间 为 0,t ， 其 中， t 的 取 值 范 围 为 500ms,2000ms ； （A4） 计算检测信号在时间区间 t1 ,t2 上的积分 INcur， 其中， t1的取值范围 为 10ms,100ms， t2的取值范围为 300ms,2000ms ； （A5）设置下一个激励脉宽 PWnext=PWcur+PWadd， 脉宽增量 PWadd的取值范围为 1ms,500ms ； （A6） 获取检测信号， 测量时间区间为 0,t ； （A7） 计算检测信号在时间区间 t1 ,。
7、t2 上的积分 INnext ； （A8）计 算 单 位 脉 宽 增 量 下 积 分 值 的 相 对 增 量 RIcur =(INnext -INcur )/ INcur PWadd， 将 RIcur与预置门限值 RIT比较， 若 RIcur RIT， 则执行步骤 （A9） ， 否则， PWcur=PWnext， INcur =INnext， 返回步骤 （A5） ； （A9） 记录当前激励脉宽 PWcur和当前检测区域特征， 判断标样构件各区域是否均已检 测， 是则得到脉宽和检测区域特征的关系， 过程结束， 否则将脉冲涡流传感器置于标样构件 的另一区域之上， 返回步骤 （A2） 。 3. 如权。
8、利要求 2 所述的脉冲涡流检测方法， 其特征在于， 所述步骤 （A4）为 ： 对检测 信号进行双对数域中值滤波处理， 计算检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间 t1 ,t2 上的积分 INcur， 其中， t1的取值范围为 10ms,100ms， t2的取值范围为 300ms,2000ms ； 所述步骤 （A7） 为 ： 对检测信号进行双对数域中值滤波处理， 计算检测信 号经双对数域中值滤波处理后在时间区间 t1 ,t2 上的积分 INnext。 4. 如权利要求 1 至 3 中任一项所述的脉冲涡流检测方法， 其特征在于， 所述步骤 （4） 为 ： 对检测信号进行双对数域中值滤波处理， 。
9、计算检测信号经双对数域中值滤波处理后在 权 利 要 求 书 CN 103776899 A 2 2/2 页 3 时间区间 t1,t2 上的积分 INcur， 其中， t1的取值范围为 10ms,100ms， t2的取值范围为 300ms,2000ms ； 所述步骤 （7） 为 ： 对检测信号进行双对数域中值滤波处理， 计算检测信号 经双对数域中值滤波处理后在时间区间 t1,t2 上的积分 INnext。 权 利 要 求 书 CN 103776899 A 3 1/6 页 4 变脉宽激励的脉冲涡流检测方法 技术领域 0001 本发明属于电磁无损检测技术领域， 更具体地， 涉及一种变脉宽激励的脉冲涡流。
10、 检测方法。 背景技术 0002 压力容器及管道在使用的过程中常因腐蚀和侵蚀引起壁厚减薄， 严重威胁到工业 生产的安全性。由于脉冲涡流检测技术采用脉冲形式的激励， 检测时不需拆除压力容器及 管道外的覆盖层， 且能检测深层次的缺陷， 具有速度快、 安全性好、 成本低等优点， 因而近年 来成为检测压力容器及管道壁厚减薄的首选技术之一。 0003 在脉冲涡流检测技术中， 脉冲形式的激励加载到靠近被测试件的激励线圈上， 在 激励消失的瞬间， 被测试件中感应出涡流并向下、 向外扩散， 涡流的扩散规律受被测构件 材料、 尺寸、 结构等特征的影响， 通过检测由涡流产生的磁场， 便可实现对被测构件材料、 尺 。
11、寸、 结构等特征的检测。 0004 申请公布号为 CN101581699A 的中国专利申请文件公开了一种基于时间闸的脉冲 涡流无损检测方法， 用阵列区域内各位置点检测信号在同一时间点的相对幅值数据进行成 像处理， 以得到被测构件的缺陷信息。申请公布号为 CN103257182A 的中国专利申请文件公 开了一种脉冲涡流缺陷定量检测方法及检测系统， 该检测方法利用无缺陷时的参考信号和 缺陷情况已知的检测信号在时域内的差分峰值或频域内基频差分峰值对被测试件表面缺 陷深度或宽度进行标定与检测。上述方法存在如下不足 ：（1） 用检测信号或差分信号某一 点的幅值检测缺陷， 易受噪声的影响 ；（2） 传感器。
12、的激励线圈中加载的是预置频率的脉冲 激励， 其脉宽不变， 从检测信号中获得的信息有限。 发明内容 0005 针对现有技术的以上缺陷或改进需求， 本发明提供了一种变脉宽激励的脉冲涡流 检测方法， 采用变脉宽激励， 可对被测构件的各区域特征进行检测， 不易受噪声影响， 简单 且易于操作。 0006 为实现上述目的， 按照本发明的一个方面， 提供了一种脉冲涡流检测方法， 其特征 在于， 包括如下步骤 ： 0007 （1） 将脉冲涡流传感器置于被测试件上 ； 0008 （2） 设置当前激励脉宽 PWcur=t0， t0的取值范围为 1ms,100ms ； 0009 （3）获 取 检 测 信 号，测 量。
13、 时 间 区 间 为 0,t，其 中， t 的 取 值 范 围 为 500ms,2000ms ； 0010 （4）计算检测信号在时间区间 t1,t2 上的积分 INcur， 其中， t1的取值范围为 10ms,100ms， t2的取值范围为 300ms,2000ms ； 0011 （5）设 置 下 一 个 激 励 脉 宽 PWnext=PWcur+PWadd， 脉 宽 增 量 PWadd的 取 值 范 围 为 1ms,500ms ； 说 明 书 CN 103776899 A 4 2/6 页 5 0012 （6） 获取检测信号， 测量时间区间为 0,t ； 0013 （7） 计算检测信号在时间区。
14、间 t1,t2 上的积分 INnext； 0014 （8） 计算单位脉宽增量下积分值的相对增量 RIcur=(INnext-INcur)/INcurPWadd， 将 RIcur 与预置门限值 RIT比较， 若 RIcurRIT， 则执行步骤 （9） ， 否则， PWcur=PWnext， INcur=INnext， 返回步 骤 （5） ； 0015 （9） 记录当前激励脉宽 PWcur， 根据脉宽和检测区域特征的关系， 得到被测试件的检 测区域特征。 0016 优选地， 所述脉宽和检测区域特征的关系通过如下方法得到 ： 0017 （A1） 将脉冲涡流传感器置于标样构件某一区域之上 ； 0018。
15、 （A2） 设置当前激励脉宽 PWcur=t0， t0的取值范围为 1ms,100ms ； 0019 （A3）获取检测信号， 测量时间区间为 0,t ， 其中， t的取值范围为 500ms,2000ms ； 0020 （A4） 计算检测信号在时间区间 t1 ,t2 上的积分 INcur， 其中， t1的取值 范围为 10ms,100ms， t2的取值范围为 300ms,2000ms ； 0021 （A5）设置下一个激励脉宽 PWnext=PWcur+PWadd， 脉宽增量 PWadd的取值范围为 1ms,500ms ； 0022 （A6） 获取检测信号， 测量时间区间为 0,t ； 0023 。
16、（A7） 计算检测信号在时间区间 t1 ,t2 上的积分 INnext ； 0024 （A8）计算单位脉宽增量下积分值的相对增量 RIcur =(INnext -INcur )/ INcur PWadd， 将 RIcur与预置门限值 RIT比较， 若 RIcur RIT， 则执行步骤 （A9） ， 否则， PWcur=PWnext， INcur =INnext， 返回步骤 （A5） ； 0025 （A9） 记录当前激励脉宽PWcur和当前检测区域特征， 判断标样构件各区域是否均已 检测， 是则得到脉宽和检测区域特征的关系， 过程结束， 否则将脉冲涡流传感器置于标样构 件的另一区域之上， 返回步。
17、骤 （A2） 。 0026 优选地， 所述步骤 （A4） 为 ： 对检测信号进行双对数域中值滤波处理， 计算检测信 号经双对数域中值滤波处理后在时间区间 t1 ,t2 上的积分 INcur， 其中， t1的取 值范围为 10ms,100ms， t2的取值范围为 300ms,2000ms ； 所述步骤 （A7）为 ： 对检测 信号进行双对数域中值滤波处理， 计算检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间 t1 ,t2 上的积分 INnext。 0027 优选地， 所述步骤 （4） 为 ： 对检测信号进行双对数域中值滤波处理， 计算检测信 号经双对数域中值滤波处理后在时间区间 t1,t2 上的积分。
18、 INcur， 其中， t1的取值范围为 10ms,100ms， t2的取值范围为 300ms,2000ms ； 所述步骤 （7） 为 ： 对检测信号进行双对数 域中值滤波处理， 计算检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间 t1,t2 上的积分 INnext。 0028 总体而言， 通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比， 采用变脉宽激励， 逐步调节激励脉宽的同时获取检测信号， 接着求取检测信号某一区间的积分值， 通过考察 单位脉宽增量下积分值的相对增量， 得到脉宽和各检测区域特征之间的关系， 利用这一关 系， 可对被测构件的各区域特征进行检测。该方法不易受噪声影响， 简单且易于操作。
19、。 说 明 书 CN 103776899 A 5 3/6 页 6 附图说明 0029 图 1 是本发明实施例的变脉宽激励的脉冲涡流检测方法流程图 ； 0030 图 2 是标样构件的结构示意图。 具体实施方式 0031 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例， 对 本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并 不用于限定本发明。此外， 下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可以相互组合。 0032 如图 1 所示， 本发明实施例的变脉宽激励的脉冲涡流检测方法包括如下步骤 ： 0033。
20、 （1） 将脉冲涡流传感器置于被测试件上。 0034 （2） 设置当前激励脉宽 PWcur=t0， t0的取值范围为 1ms,100ms。 0035 （3）获 取 检 测 信 号，测 量 时 间 区 间 为 0,t，其 中， t 的 取 值 范 围 为 500ms,2000ms。 0036 （4）计算检测信号在时间区间 t1,t2 上的积分 INcur， 其中， t1的取值范围为 10ms,100ms， t2的取值范围为 300ms,2000ms。 0037 （5）设 置 下 一 个 激 励 脉 宽 PWnext=PWcur+PWadd， 脉 宽 增 量 PWadd的 取 值 范 围 为 1m。
21、s,500ms。 0038 （6） 获取检测信号， 测量时间区间为 0,t。 0039 （7） 计算检测信号在时间区间 t1,t2 上的积分 INnext。 0040 （8） 计算单位脉宽增量下积分值的相对增量 RIcur=(INnext-INcur)/INcurPWadd， 将 RIcur 与预置门限值 RIT比较， 若 RIcurRIT， 则执行步骤 （9） ， 否则， PWcur=PWnext， INcur=INnext， 返回步 骤 （5） 。 0041 （9） 记录当前激励脉宽 PWcur， 根据脉宽和检测区域特征的关系， 得到被测试件的检 测区域特征。 0042 具体通过如下方法得。
22、到脉宽和检测区域特征的关系 ： 0043 （A1） 将脉冲涡流传感器置于标样构件某一区域之上。 0044 （A2） 设置当前激励脉宽 PWcur=t0， t0的取值范围为 1ms,100ms。 0045 （A3）获取检测信号， 测量时间区间为 0,t ， 其中， t的取值范围为 500ms,2000ms。 0046 （A4） 计算检测信号在时间区间 t1 ,t2 上的积分 INcur， 其中， t1的取值 范围为 10ms,100ms， t2的取值范围为 300ms,2000ms。 0047 （A5）设置下一个激励脉宽 PWnext=PWcur+PWadd， 脉宽增量 PWadd的取值范围为 。
23、1ms,500ms。 0048 （A6） 获取检测信号， 测量时间区间为 0,t 。 0049 （A7） 计算检测信号在时间区间 t1 ,t2 上的积分 INnext。 0050 （A8）计算单位脉宽增量下积分值的相对增量 RIcur =(INnext -INcur )/ INcur PWadd， 将 RIcur与预置门限值 RIT比较， 若 RIcur RIT， 则执行步骤 （A9） ， 否则， PWcur=PWnext， INcur =INnext， 返回步骤 （A5） 。 说 明 书 CN 103776899 A 6 4/6 页 7 0051 （A9） 记录当前激励脉宽PWcur和当前检。
24、测区域特征， 判断标样构件各区域是否均已 检测， 是则得到脉宽和检测区域特征的关系， 过程结束， 否则将脉冲涡流传感器置于标样构 件的另一区域之上， 返回步骤 （A2） 。 0052 为使本领域技术人员更好地理解本发明， 下面以检测壁厚为例， 对本发明的变脉 宽激励的脉冲涡流检测方法进行详细说明。 0053 标样构件为长500mm、 宽250mm的阶梯状16MnR钢板， 如图2所示， 已知区域1的厚 度为 10mm， 区域 2 的厚度为 20mm。首先利用标样构件得到脉宽和检测区域壁厚的关系， 包 括如下步骤 ： 0054 （A1） 将脉冲涡流传感器置于标样构件的区域 1 之上。 0055 （。
25、A2） 设置当前激励脉宽 PWcur=25ms。 0056 （A3） 获取检测信号， 测量时间区间为 0,512ms。 0057 （A4） 对检测信号进行双对数域中值滤波处理， 计算检测信号经双对数域中值滤波 处理后在时间区间 15ms,360ms 上的积分 INcur。 0058 （A5） 设置下一个激励脉宽 PWnext=PWcur+PWadd， 其中， 脉宽增量 PWadd =25ms。 0059 （A6） 获取检测信号， 测量时间区间为 0,512ms。 0060 （A7） 对检测信号进行双对数域中值滤波处理， 计算检测信号经双对数域中值滤波 处理后在时间区间 15ms,360ms 上。
26、的积分 INnext。 0061 （A8）计算单位脉宽增量下积分值的相对增量 RIcur =(INnext -INcur )/ INcur PWadd， 将 RIcur与预置门限值 RIT=1.6 比较， 若 RIcur RIT， 则执行步骤 （A9） ， 否 则， PWcur=PWnext， INcur =INnext， 返回步骤 （A5） 。 0062 （A9） 记录当前激励脉宽PWcur和当前检测区域特征， 判断标样构件各区域是否均已 检测， 是则得到脉宽和检测区域特征的关系， 过程结束， 否则将脉冲涡流传感器置于标样构 件的另一区域之上， 返回步骤 （A2） 。 0063 根据上述方法。
27、， 得到标样构件的区域 1 和区域 2 上获取的检测信号经双对数域中 值滤波后在时间区间 15ms,360ms 上的积分如表 1 所示， 标样构件的区域 1 和区域 2 上单 位脉宽增量下积分值的相对增量如表 2 所示。 0064 表 1 区域 1 和区域 2 上获取的检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间 15ms,360ms 上的积分 0065 0066 表 2 区域 1 和区域 2 上单位脉宽增量下积分值的相对增量 0067 说 明 书 CN 103776899 A 7 5/6 页 8 0068 0069 表 2 中小于预置门限的两个值分别为 0.89 和 1.41， 它们对应的壁厚。
28、分别为 10mm 和 20mm， 它们对应的脉宽分别为 50ms 和 100ms， 因此可以得到脉宽 PW 和检测区域壁厚 T 的 关系为 T=PW/5。 0070 被测试件为长 250mm、 宽 250mm、 厚 15mm 的 16MnR 钢板， 下面根据脉宽和检测区域 壁厚的关系， 得到被测试件的壁厚， 包括如下步骤 ： 0071 （1） 将脉冲涡流传感器置于被测试件上。 0072 （2） 设置当前激励脉宽 PWcur=25ms。 0073 （3） 获取检测信号， 测量时间区间为 0,512ms。 0074 （4） 对检测信号进行双对数域中值滤波处理， 计算检测信号经双对数域中值滤波 处理。
29、后在时间区间 15ms,360ms 上的积分 INcur。 0075 （5） 设置下一个激励脉宽 PWnext=PWcur+PWadd， 其中， 脉宽增量 PWadd=25ms。 0076 （6） 获取检测信号， 测量时间区间为 0,512ms。 0077 （7） 对检测信号进行双对数域中值滤波处理， 计算检测信号经双对数域中值滤波 处理后在时间区间 15ms,360ms 上的积分 INnext。 0078 （8） 计算单位脉宽增量下积分值的相对增量 RIcur=(INnext-INcur)/INcurPWadd， 将 RIcur 与预置门限值 RIT=1.6 比较， 若 RIcurRIT， 。
30、则执行步骤 （9） ， 否则， PWcur=PWnext， INcur=INnext， 返 回步骤 （5） 。 0079 （9） 记录当前激励脉宽 PWcur， 根据脉宽和检测区域特征的关系， 得到被测试件的检 测区域特征。 0080 根据上述方法， 得到被测试件上获取的检测信号经双对数域中值滤波处理后在时 间区间15ms,360ms上的积分如表3所示， 被测试件上单位脉宽增量下积分值的相对增量 如表 4 所示。 0081 表 3 被测试件上获取的检测信号经双对数域中值滤波处理后在时间区间 15ms,360ms 上的积分 0082 0083 表 4 被测试件上单位脉宽增量下积分值的相对增量 0。
31、084 0085 表 4 中小于预置门限的值为 0.75， 对应的脉宽为 75ms， 根据脉宽 PW 和检测区域壁 厚 T 的关系 T=PW/5， 得到壁厚为 15mm， 与已知的被测试件壁厚一致。 说 明 书 CN 103776899 A 8 6/6 页 9 0086 因此， 本发明的方法能准确测量被测构件的各区域特征， 不易受噪声影响， 简单且 易于操作。 0087 本领域的技术人员容易理解， 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以 限制本发明， 凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含 在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103776899 A 9 1/2 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 103776899 A 10 2/2 页 11 图 2 说 明 书 附 图 CN 103776899 A 11 。