不銹鋼管自動化漏磁檢測(ce)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(ding)是在(zai)(zai)正(zheng)常(chang)工作采集(ji)前對各檢(jian)測(ce)(ce)通(tong)道(dao)一致(zhi)性的(de)預處理(li)。在(zai)(zai)漏磁檢(jian)測(ce)(ce)中(zhong),一般在(zai)(zai)檢(jian)測(ce)(ce)設(she)備使用了一定(ding)的(de)次數或時間后將要進行一次標定(ding)處理(li),包括:
(1)校準通道基準
通道(dao)基(ji)(ji)準是信號圖形(xing)化(hua)(hua)顯示的(de)(de)(de)基(ji)(ji)線,校準通道(dao)基(ji)(ji)準一(yi)方(fang)面是為了檢測信號最(zui)大化(hua)(hua)圖形(xing)顯示;另一(yi)方(fang)面,校準通道(dao)基(ji)(ji)準是同多通道(dao)融合處理的(de)(de)(de)必要條件。最(zui)常用的(de)(de)(de)校準通道(dao)基(ji)(ji)準的(de)(de)(de)方(fang)法是每個通道(dao)對自身(shen)通道(dao)的(de)(de)(de)所(suo)有數據求均值,即
Ci=Σdj/Ln (4-44) 式中,C;是第i個通道的(de)(de)基(ji)準;L。為第i個通道的(de)(de)數(shu)據(ju)長度;dj為第i個通道第j個數(shu)據(ju)的(de)(de)采樣值。
(2)校準通道增益
通(tong)道增(zeng)益是(shi)信號圖形化(hua)顯示的(de)(de)(de)(de)放大倍(bei)數(shu),不(bu)(bu)僅影(ying)響(xiang)圖形化(hua)的(de)(de)(de)(de)顯示效(xiao)果,更重要(yao)的(de)(de)(de)(de)是(shi)通(tong)道增(zeng)益的(de)(de)(de)(de)校準是(shi)缺(que)陷判斷的(de)(de)(de)(de)重要(yao)參(can)數(shu)。檢測(ce)設備對不(bu)(bu)同材質、不(bu)(bu)同規格的(de)(de)(de)(de)被測(ce)物件的(de)(de)(de)(de)靈(ling)敏(min)度會有(you)不(bu)(bu)同,且(qie)各傳感器靈(ling)敏(min)度之(zhi)間(jian)也會有(you)一定差異,所以校準通(tong)道增(zeng)益是(shi)標定處(chu)理中的(de)(de)(de)(de)重要(yao)環節。
校(xiao)(xiao)準通(tong)道增益與(yu)具體的檢(jian)測應用(yong),特(te)別是(shi)與(yu)具體的標(biao)樣有著(zhu)密切的關系(xi)。常(chang)用(yong)的校(xiao)(xiao)準通(tong)道增益的方法是(shi):將標(biao)樣上標(biao)準缺(que)陷的峰值(zhi)校(xiao)(xiao)準到對應門(men)限值(zhi)處,一(yi)般是(shi)將相同缺(que)陷逐(zhu)一(yi)或一(yi)次性能地被傳(chuan)感器檢(jian)測到。
Y;=THp/(dimax-C;) (4-45) 式(shi)中,Y;是第i個(ge)(ge)通(tong)道的(de)增益;TH為門限值(zhi);dimar是第i個(ge)(ge)通(tong)道檢測到的(de)指定(ding)缺陷的(de)峰值(zhi);C;為經校(xiao)準(zhun)(zhun)過的(de)第i個(ge)(ge)通(tong)道的(de)基準(zhun)(zhun);p為單(dan)位(wei)轉(zhuan)換系數。
為提高不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)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、靜態標定方法
電子標(biao)定(ding)器是一種標(biao)準的磁(ci)(ci)信號(hao)發生器。如(ru)圖(tu)4-91所(suo)示,永(yong)久磁(ci)(ci)鐵在標(biao)定(ding)器中做高速旋轉運動,形成脈動磁(ci)(ci)信號(hao)源,產生的磁(ci)(ci)場信號(hao)遍歷檢測探靴中的磁(ci)(ci)敏(min)感元件(jian),形成標(biao)定(ding)磁(ci)(ci)信號(hao)。電子標(biao)定(ding)器包括操(cao)作手柄、套筒(tong)、外罩、電池及充電器。其主(zhu)要有(you)以下特點(dian):
1)采(cai)用一(yi)(yi)個永磁源,信號(hao)穩定一(yi)(yi)致。
2)永磁源做高速、高精度旋轉運(yun)動,磁場源與探(tan)頭之間相對運(yun)動的(de)速度不會影(ying)響標定準確性。
3)采用離線方式對單(dan)個(ge)探靴依次標定。
4)精度高,可(ke)靠性高,工作性能穩定。
5)手提便攜式(shi)設(she)計,體積(ji)小巧,攜帶使用方便。

采用電子標定器對檢測(ce)探頭進行靜(jing)態標定的流程如下:
(1)準備工作一檢(jian)測(ce)信號系統處于工作狀(zhuang)態。安裝檢(jian)測(ce)軟件,并(bing)將(jiang)標定探頭(tou)、前置(zhi)放大器(qi)、數據采集卡以及顯示計算機依次連接好,如圖4-92所示。

(2)標(biao)定 首先進入(ru)軟件標(biao)定界面,如圖4-93所示。

將(jiang)標(biao)定(ding)(ding)器放在探頭檢測面上,用標(biao)定(ding)(ding)器的(de)定(ding)(ding)位(wei)邊緊貼在探頭一側進行左右定(ding)(ding)位(wei),如(ru)圖4-94所示。
打(da)開標定(ding)器,開始輸出磁(ci)場信(xin)號。檢測(ce)過程中,推(tui)動標定(ding)器從(cong)探頭的一端較勻速地滑向另一端。每個通道的信(xin)號通過前(qian)置放大器、數據采(cai)集卡,最終被檢測(ce)軟件獲取及(ji)保存。
保存(cun)數(shu)據,關閉標定器。
(3)數據分析,調(diao)節增益 打開(kai)數據軟件采集的(de)數據,如(ru)圖4-95所示。
圖4-95中,通(tong)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)1波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)55.5dB,通(tong)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)2波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)55dB,通(tong)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)3波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)57dB,通(tong)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)4波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)56dB,通(tong)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)5波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)56dB,通(tong)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)6波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)55dB,通(tong)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)7波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)56dB,通(tong)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)8波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)56.5dB。之后,將門限設置為(wei)大多數通(tong)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)信號的波(bo)(bo)(bo)高(gao)(gao)處(chu),如(ru)圖4-96所示。

將通道1增(zeng)益提(ti)高(gao)0.5dB,通道2、6增(zeng)益提(ti)高(gao)1dB,通道3增(zeng)益減(jian)小1dB,通道8增(zeng)益減(jian)小0.5dB。調(diao)節后(hou)再用(yong)標定器(qi)重復步驟(2),得到的信號(hao)如圖4-97所示(shi)。

二、動態標定方(fang)法
動態標(biao)定方法是指采用帶有人(ren)工(gong)缺陷(xian)的鋼管(guan)重復(fu)通(tong)(tong)過(guo)檢測系統,來對陣(zhen)列檢測通(tong)(tong)道(dao)進(jin)行(xing)標(biao)定。在標(biao)定過(guo)程(cheng)中,需要(yao)調(diao)整(zheng)鋼管(guan)的角度與位置使(shi)鋼管(guan)上的同一缺陷(xian)依(yi)次(ci)經過(guo)不同的檢測通(tong)(tong)道(dao)。
不銹(xiu)鋼管橫(heng)向缺(que)(que)(que)陷(xian)檢(jian)測系(xi)統的標(biao)定(ding)方法為,在鋼管表面(mian)刻制(zhi)(zhi)一(yi)個環形槽(cao),一(yi)次性通(tong)過(guo)所有(you)橫(heng)向缺(que)(que)(que)陷(xian)檢(jian)測傳感(gan)器,或(huo)者(zhe)通(tong)過(guo)不斷調整刻制(zhi)(zhi)有(you)標(biao)準橫(heng)向缺(que)(que)(que)陷(xian)鋼管的角度,使(shi)缺(que)(que)(que)陷(xian)依次經過(guo)所有(you)橫(heng)向檢(jian)測通(tong)道(dao),最(zui)終(zhong)可根據(ju)各(ge)通(tong)道(dao)產生的信號幅值差異進(jin)行增益調整,使(shi)得(de)(de)缺(que)(que)(que)陷(xian)無論以(yi)何(he)種(zhong)角度進(jin)入橫(heng)向檢(jian)測主(zhu)機各(ge)通(tong)道(dao)均能(neng)獲得(de)(de)一(yi)致(zhi)的檢(jian)測信號幅值。
縱(zong)向(xiang)(xiang)缺陷(xian)檢(jian)測系統的標(biao)定(ding)則(ze)可利用(yong)刻制在樣管(guan)上(shang)的長(chang)軸向(xiang)(xiang)裂紋(wen)一次性通過(guo)所有縱(zong)向(xiang)(xiang)缺陷(xian)檢(jian)測傳感器,或(huo)者刻制有標(biao)準(zhun)縱(zong)向(xiang)(xiang)缺陷(xian)的鋼管(guan)慢慢向(xiang)(xiang)前運動,使(shi)缺陷(xian)依次經(jing)過(guo)所有縱(zong)向(xiang)(xiang)檢(jian)測通道,同(tong)樣,最(zui)后根(gen)據(ju)各通道的信(xin)號輸出(chu)差異來調整通道增益,使(shi)得所有傳感器產(chan)生相同(tong)的信(xin)號幅值。常用(yong)的標(biao)定(ding)方法對樣管(guan)的制作要求較高,如(ru)樣管(guan)上(shang)的環(huan)形槽和長(chang)裂紋(wen)。如(ru)果用(yong)于標(biao)定(ding)的缺陷(xian)尺(chi)寸或(huo)形位尺(chi)寸精度(du)不滿(man)足相應要求,則(ze)會(hui)降低標(biao)定(ding)的效果和準(zhun)確性。

