专利名称：：导磁构件超强磁化漏磁检测方法与装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种导磁构件漏磁无损检测技术，具体涉及一种导磁构件超强磁化漏磁检测方法与装置。
背景技术：
：漏磁检测方法是从磁粉检测法延伸出来的。最初的磁化方式为剩磁法，被检测导磁构件的磁化状态很弱；随后的直接常规磁化法加强了被检测导磁构件的磁化状态，增强了缺陷的显示指示性，但存在着缺陷走向与磁化方向有关的检出性问题磁化方向尽可能与缺陷走向垂直才能够很好的被检测并观察出。所以目前导磁构件上全方位走向伤的全面只能采用复合磁化漏磁检测方法得以完成，检测方法相对扫查运动复杂，检测装置结构复杂，成本高，且由于低速的螺旋推进扫查运动导致不能实现高速检测。另外，不能适应自身难以作旋转动作的导磁构件(如连续油管、钢带、方钻具、钢轨等)上全方位走向伤的全面检测；也不能完成纵向焊缝上的平行于焊缝走向的伤的检测。'在漏磁检测中，对于钢管、连续油管、钢带、方钻具、钢轨等"细长"形导磁构件，往往将沿着其外形长尺寸方向为轴向(或纵向)，而垂直于该方向的为周向(或横向)。导磁构件轴向磁化最易检测与其轴线夹角为90°走向的伤(简称横向伤)，但也用于检测与其轴线夹角为45-90。的近横向走向的伤，所以实际上横向伤包括与导磁构件轴线夹角为45-90°走向伤；同样地，纵向伤包括与导磁构件轴线夹角为0-45。走向的伤。所以，导磁构件上全方位走向伤的检测也即其横、纵向伤的全面检测。
发明内容本发明的任务是提供一种导磁构件超强磁化漏磁检测方法，该方法易于实现，成本较低，并且适用性强；本发明还提供了实现该方法的装置。本发明提供的导磁构件超强磁化漏磁检测方法，其步骤包括第1步、将待检测的导磁构件伸入穿过式线圈内，对其进行轴向超强磁化，形成纵、横向伤泄漏磁场的超强激励�。坏�2步、利用磁敏检测元件拾取纵、横向伤处泄漏磁�。诖觳獾牡即殴辜闹嵯蚍较蛏柚枚龃琶艏觳庠芟蚍较蛏柚弥辽俣龃琶艏觳庠叭∥恢玫愠烧罅蟹植迹坏�3步、将磁敏检测元件拾取的磁场转化为电压信号，如果电压有突变，导磁构件的该拾取位置点存在伤，否则，导磁构件的该拾取位置点不存在伤；第4步、被检测导磁构件以直进式相对运动通过穿过式磁化线圈和磁敏检测元件，重复上述过程，完成构件体上纵、横向伤的全面检测。由于在上述检测中，相同损伤当量的纵、横向伤所对应的检出电压信号幅值有差异，为了达到相同损伤当量的纵、横向伤损伤级别的一致判断，所以在第3步中，如果确定伤存在，则进行下述处理；①、采用信号求和及比较法进行纵、横向伤信号区分利用如下公式(I)(II)判断当式(I)成立时，该电压信号为横向伤l的检出信号，当式(II)成立时，该电压信号为纵向伤2的检出信号。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>式中，i、j分别表示周向方向和轴向方向磁敏检测元件的序号；②对纵、横向伤检出信号进行补偿，对纵向或横向伤进行信号幅值放大或縮�。迪窒嗤鹕说绷康淖莺嵯蛏思侗鸬囊恢率侗�。本发明提供的导磁构件超强磁化漏磁检测装置，包括穿过式线圈、第一磁敏组件，信号识别补偿组件，数据采集卡和磁敏组件安装板；第一磁敏组件与穿过式线圈通过磁敏元件安装板连接为一体；信号识别补偿组件由加法器、比较器、第一放大器串联构成，加法器与第一磁敏检测组件相连；数据采集卡由滤波器、第二放大器以及A/D转换器串联构成；滤波器与第一放大器相连。第一磁敏组件包括成阵列分布的磁敏检测元件，其中，在待检测的导磁构件的轴向方向设置有二个磁敏检测元件，在周向方向设置有至少二个磁敏检测元件。本发明提供的导磁构件超强磁化漏磁检测方法是基于导磁构件上任何走向的伤在单一方向的磁激励足够强时均可被激发出泄漏场这一原理的。在剩磁磁化法和常规直接磁化条件下，所产生的单一磁化场可激发出垂直于磁化场方向走向伤的泄漏磁场并被观察或检测出；但此时对于平行于该磁化方向走向伤由于磁通分流却没能激发出的泄漏磁场，难以形成伤的显示指示并被观察出；将常规磁化场强度增大达到中心场强1T以上的超强磁化场，激发出平行于该超强场走向伤的泄漏场，且能够很好的形成显示指示并被检测出来。这样在单一方向的超强磁化状态下可以检测出导磁构件上纵、横向伤，形成超强漏磁检测方法。本发明提供的导磁构件超强磁化漏磁检测方法的特点是采用穿过式磁化线圈对导磁构件进行轴向超强磁化，激发出导磁构件上纵、横向伤的泄漏磁场并利用磁敏元件阵列拾�。迪值即殴辜献�、横向伤的检出；然后通过阵列元件信号求和比较法进行纵、横向伤检出信号的识别，并对纵、横向伤检出信号进行补偿，实现同损伤当量的纵、横向伤等信号幅值与灵敏度的统一判断。总之，本发明方法首先将传统的导磁构件复合磁化漏磁检测方法进行简化与统一，降低成本；实现导磁构件与检测单元之间简单的直进式相对扫查运动，完成高速高效地探伤；同时，能完成自身难以作旋转运动的导磁构件(如连续油管、钢带、方钻具、钢轨等)纵、横向伤的全面检测；也能适应纵向焊缝上纵向伤的检测。图1.1为本发明检测原理中常规磁化漏磁检测示意图；图1.2为本发明检测原理中超强磁化漏磁检测示意图；图2.1为本发明检测方法示意图2.2为本发明检测方法纵、横向伤识别补偿原理示意图3.1为本发明检测装置总体示意图3.2为本发明检测装置3.1中磁敏组件结构示意图4.1为本发明检测装置3.1中磁敏组件针对钢管检测的结构示意图4.2为本发明检测装置3.1中磁敏组件针对方形钻具检测的结构示意图4.3为本发明检测装置3.1中磁敏组件针对钢带(板)检测的结构示意图4.4为本发明检测装置3.1中磁敏组件针对钢轨检测的结构示意图5.1为本发明检测N5(截面积损失5%100)橫向伤时，磁敏元件5a、5b的检出信号R,、K12及两者求和R,+712输出波形图5.2为本发明检测N5(截面积损失5%100)横向伤时，磁敏元件5a、5c的检出信号^、r21及两者求和+K21输出波形图5.3为本发明检测N5(截面积损失5%100)纵向伤时，磁敏元件5a、5b的检出信号rn、F12及两者求和K,+K2输出波形图5.4为本发明检测N5(截面积损失5%100)纵向伤时，磁敏元件5a、5c的检出信号K,、K21及两者求和rn+r21输出波形图5.5为本发明检测N5(截面积损失5%100)的纵、横向伤的最终检测输出波形具体实施例方式下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的说明。如图1.1、1.2所示，在剩磁磁化法和常规直接磁化条件下，所产生的单一磁化场H1可激发出垂直于磁化场H1方向走向的伤(即横向伤l)的泄漏磁场并被观察或检测出；但此时对于平行于磁化场HI方向走向的伤(即纵向伤2):由于磁通在导磁构件内的分流导致难以激发出的泄漏磁�。荒苄纬缮说南允局甘静⒈还鄄斐觯唤９娲呕强度增大到Hl，,达到中心场强1T的超强磁化�。し⒊鲎菹蛏�2的泄漏场，且能够很好的形成显示指示并被检测出来。这样在单一方向的超强磁化状态下可以检测出导磁构件的纵、横向伤，形成超强漏磁检测方法。如图2.1、2.2所示，本发明提供的导磁构件超强磁化漏磁检测方法，其主要实施步骤为第1步、将待检测的导磁构件4伸入穿过式线圈3内，对其进行轴向超强磁化，并使磁化线圈中心的轴向磁化场强度H1达到1T以上，形成纵、横向伤泄漏磁场的超强激励�。坏�2步、利用磁敏组件5拾取纵、横向伤处泄漏磁�。叭∥恢玫愠烧罅胁贾茫叭〉拇懦∏慷萺记为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其中，w表示导磁构件4的周向方向磁敏元件的个数，"为大于等于2的正整数。第3步、将磁敏组件5拾取的磁场转化为电压信号，如果电压有突变，导磁构件的该位置点存在伤，否则，导磁构件的该位置点不存在伤；第4步、被检测导磁构件4以直进式相对运动通过穿过式磁化线圈3和磁敏组件5，重复上述过程，完成构件体上纵、横向伤的全面检测。由于在上述检测中，相同损伤当量的纵、横向伤所对应的检出电压信号幅值有差异，为了达到相同损伤当量的纵、横向伤损伤级别的一致判断，所以在第3步中，如果确定伤存在，则进行下述处理；①、采用信号求和及比较法进行纵、横向伤信号区分利用如下公式(I)(II)判断当式(I)成立时，该电压信号为横向伤l的检出信号，当式(II)成立时，该电压信号为纵向伤2的检出信号。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>(I)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>(II)式中，i、j分别表示周向方向和轴向方向磁敏检测元件的序号；②对纵、横向伤检出信号进行补偿当为纵向伤2的检出信号时，对其进行信号放大补偿，放大倍数为1,实现相同损伤当量的纵横向伤级别的一致识别。或者，当为横向伤1的检出信号时，对其进行信号縮小补偿，縮小数为2/3，实现相同损伤当量的纵横向伤级别的一致识别。倍为防止漏检，可以再布置一套磁敏组件，两套磁敏组件在导磁构件的轴向方向错位布置，在其横向方向交错布置，对于该套磁敏组件所拾取的磁场强度按照上述相同的方式进行处理，以确保检测的准确性。下面以二套磁敏检测组件为例，说明本发明提供的基于超强磁化的导磁构件漏磁检测装置的结构。如图3.1所示，它主要包括穿过式线圈3，第一、第二磁敏组件5、5'，信号识别补偿组件6，数据采集卡7，磁敏组件安装板8。第一、第二磁敏组件5、5'与穿过式线圈3通过磁敏元件安装板8连接为一体。检测时，让导磁构件4在驱动滚轮9、9'上以直进式相对运动通过穿过式磁化线圈和磁敏检测元件，穿过式线圈3对被检测导磁构件4进行单一轴向超强磁化，磁化场强度达1T以上，第一、第二磁敏组件5、5'拾取被检构件4上纵、横向伤的泄漏场信息，经过信号识别补偿组件6对被检测出的纵、横向伤信号进行识别并加以补偿，达到损伤当量相同的纵、横向伤信号幅值相等以后，经过数据采集卡7获取数字量的检测信号。当导磁构件驱动装置9、9'驱动被检测导磁构件4通过穿过式线圈3、第一第二磁敏组件5、5'后，完成导磁构件4的整体检测。信号识别补偿组件6由加法器10、比较器11、第一放大器12串联构成，用以对纵、横向伤的检出信号进行识别判断并对其幅值加以补偿处理，其中加法器10用以对磁敏元件输出信号求和，比较器11用以对输出信号进行比较并依据公式进行识别判别，第一放大器12最后对识别后的信号进行幅值补偿。加法器10分别与第一、第二磁敏检测组件5、5'相连。数据采集卡7由滤波器13、第二放大器14以及A/D转换器15串联构成。滤波器13与第一放大器12相连。如图3.2所示，磁敏组件5由磁敏元件5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5h构成，磁敏组件5'由磁敏元件5a，、5b，、5c，、5d，、5e，、5f，、5g，、5h，构成。磁敏元件5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5h与5a，、5b，、5c，、5d，、5e'、5f'、5g'、5h'在导磁构件轴向方向错位布置，在导磁构件横向方向交错布置，以防止漏检。如图3.1所示，本发明检测装置中检测钢管4a、方形钻具4b、板材4c及钢轨4d时的磁敏组件分别如图4.1至4.4中的50、5p、5q及5r所示。检测时，对于N5(截面积损失5%100)的横向伤，磁敏元件5a、5b、5c获得对应的检出信号分别为「u、「12、r21，其求和输出为^+^、^n+「21，可获得对应的检出输出波形如图5.1、5.2所示。检出信号的幅值关系为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>满足公式(1)，判断为横向伤，与实际相向符合。对于N5(截面积损失5%100)的纵向伤，磁敏元件5a、5b、5c获得对应的检出信号分别为^、F12、K2I，其求和输出为「11+^12、K11+F21，可获得对应的检出输出波形如图5.3、5.4所示。检出信号的幅值关系为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>满足公式(11)，判断为纵向伤，与实际相向符合。此时，N5正确判断为纵向伤，对其进行信号放大补偿，放大倍数为1.5，让其检出信号最大幅值与N5横向伤的相当，如图5.5所示，最终实现相同损伤当量同为N5的纵、横向伤级别的一致识别。权利要求1、一种导磁构件超强磁化漏磁检测方法，其步骤包括第1步、将待检测的导磁构件伸入穿过式线圈内，对其进行轴向超强磁化，形成纵、横向伤泄漏磁场的超强激励�。坏�2步、利用磁敏检测元件拾取纵、横向伤处泄漏磁�。诖觳獾牡即殴辜闹嵯蚍较蛏柚枚龃琶艏觳庠芟蚍较蛏柚弥辽俣龃琶艏觳庠叭∥恢玫愠烧罅蟹植迹坏�3步、将磁敏检测元件拾取的磁场转化为电压信号，如果电压有突变，导磁构件的该拾取位置点存在伤，否则，导磁构件的该拾取位置点不存在伤；第4步、被检测导磁构件以直进式相对运动通过穿过式磁化线圈和磁敏检测元件，重复上述过程，完成构件体上纵、横向伤的全面检测。2、根据权利要求1所述导磁构件超强磁化漏磁检测方法，其特征在于:第2步中拾取位置点的磁场强度r记为Kll。2。1"22Kwl2如果第3步确定伤存在，则进行下述处理；①、采用信号求和及比较法进行纵、横向伤信号区分利用如下公式(i)(n)判断当式(I)成立时，该电压信号为横向伤的检出信号，当式(II)成立时，该电压信号为纵向伤的检出信号；(I)++0=2式中，i、j分别表示周向方向和轴向方向磁敏检测元件的序号；②对纵、横向伤检出信号进行补偿，实现相同损伤当量的纵横向伤级别的一致识别。3、根据权利要求1或2所述的导磁构件超强磁化漏磁检测方法，其特征在于在待检测的导磁构件的轴向方向还错位布置有二个磁敏检测元件，其周向方向也交错布置有至少二个磁敏检测元件，所增设的拾取位置点成阵列分布。4、一种导磁构件超强磁化漏磁检测装置，其特征在于它包括穿过式线圈(3)，第一磁敏组件(5)，信号识别补偿组件(6)，数据采集卡(7)和磁敏组件安装板(8);第一磁敏组件(5)与穿过式线圈(3)通过磁敏元件安装板(8)连接为一体；信号识别补偿组件(6)由加法器(10)、比较器(ll)、第一放大器(12)串联构成，加法器(10)与第一磁敏检测组件(5)相连；数据采集卡(7)由滤波器(13)、第二放大器(14)以及A/D转换器(15)串联构成；滤波器(13)与第一放大器(12)相连；第一磁敏组件(5)包括成阵列分布的磁敏检测元件，其中，在待检测的导磁构件的轴向方向设置有二个磁敏检测元件，在周向方向设置有至少二个磁敏检测元件。5、根据权利要求4所述的导磁构件超强磁化漏磁检测装置，其特征在于它还包括第二磁敏组件(5')，第二磁敏组件(5')与磁敏元件安装板(8)连接；第一、第二磁敏组件(5、5')中的磁敏检测元件在被检测导磁构件的轴向方向错位布置，在导磁构件横向方向交错布置。6、根据权利要求4或5所述的导磁构件超强磁化漏磁检测装置，其特征在于它还包括二个驱动滚轮(9、9，)，它们分别位于被检测导磁构件的全文摘要本发明公开了一种导磁构件超强磁化漏磁检测方法及装置。该方法采用单一穿过式磁化线圈对导磁构件进行局部单一轴向超强磁化，激发出其上纵、横向伤的泄漏磁场并利用磁敏元件阵列加以拾�。迪制渖献�、横向伤的全面检出；再通过信号求和比较法进行纵、横向伤检出信号区分并对其进行信号幅值补偿，实现同损伤当量的纵、横向伤等信号幅值与灵敏度的统一判断。装置包括穿过式线圈、磁敏组件，信号识别补偿组件和数据采集卡。本发明将传统的检测方法进行简化与统一，降低成本；实现导磁构件与检测单元之间简单的直进式相对扫查运动，完成高速高效地探伤；能完成自身难以作旋转运动的导磁构件纵、横向伤的全面检测；也能适应纵向焊缝上纵向伤的检测。文档编号G01N27/82GK101419192SQ20081023660公开日2009年4月29日申请日期2008年11月28日优先权日2008年11月28日发明者孙燕华,康宜华申请人:华中科技大学
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