不銹鋼管自動(dòng)化漏磁檢測系統(tǒng)通常采用多通道陣列檢測探頭技術(shù)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(shí)由于每個(gè)信號(hào)通道的放大濾波電路差異,最終會(huì)造成在檢測相同裂紋時(shí)每個(gè)通道拾取的信號(hào)幅值不一致。為此,需要對(duì)陣列檢測探頭通道靈敏度進(jìn)行標(biāo)定,通過增益調(diào)整的方式使各檢測通道的靈敏度相同。
標(biāo)定是在正常工作采集前對(duì)各檢測通道一致性的預(yù)處理。在漏磁檢測中,一般在檢測設(shè)備使用了一定的次數(shù)或時(shí)間后將要進(jìn)行一次標(biāo)定處理,包括:
(1)校準(zhǔn)通道基準(zhǔn)
通道基準(zhǔn)是信號(hào)圖形化顯示的基線,校準(zhǔn)通道基準(zhǔn)一方面是為了檢測信號(hào)最大化圖形顯示;另一方面,校準(zhǔn)通道基準(zhǔn)是同多通道融合處理的必要條件。最常用的校準(zhǔn)通道基準(zhǔn)的方法是每個(gè)通道對(duì)自身通道的所有數(shù)據(jù)求均值,即
Ci=Σdj/Ln (4-44) 式中,C;是第i個(gè)通道的基準(zhǔn);L。為第i個(gè)通道的數(shù)據(jù)長度;dj為第i個(gè)通道第j個(gè)數(shù)據(jù)的采樣值。
(2)校準(zhǔn)通道增益
通道增益是信號(hào)圖形化顯示的放大倍數(shù),不僅影響圖形化的顯示效果,更重要的是通道增益的校準(zhǔn)是缺陷判斷的重要參數(shù)。檢測設(shè)備對(duì)不同材質(zhì)、不同規(guī)格的被測物件的靈敏度會(huì)有不同,且各傳感器靈敏度之間也會(huì)有一定差異,所以校準(zhǔn)通道增益是標(biāo)定處理中的重要環(huán)節(jié)。
校準(zhǔn)通道增益與具體的檢測應(yīng)用,特別是與具體的標(biāo)樣有著密切的關(guān)系。常用的校準(zhǔn)通道增益的方法是:將標(biāo)樣上標(biāo)準(zhǔn)缺陷的峰值校準(zhǔn)到對(duì)應(yīng)門限值處,一般是將相同缺陷逐一或一次性能地被傳感器檢測到。
Y;=THp/(dimax-C;) (4-45) 式中,Y;是第i個(gè)通道的增益;TH為門限值;dimar是第i個(gè)通道檢測到的指定缺陷的峰值;C;為經(jīng)校準(zhǔn)過的第i個(gè)通道的基準(zhǔn);p為單位轉(zhuǎn)換系數(shù)。
為提高不銹鋼管漏磁檢測多通道標(biāo)定的速度與正確性,可將復(fù)雜的標(biāo)定過程分為兩個(gè)步驟,也即靜態(tài)標(biāo)定與動(dòng)態(tài)標(biāo)定。首先,使用“電子標(biāo)定器”產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的磁場信號(hào)對(duì)探頭陣列進(jìn)行校準(zhǔn),將標(biāo)準(zhǔn)磁信號(hào)依次遍歷探頭中每一個(gè)磁敏通道,然后根據(jù)各通道的檢測幅值差異進(jìn)行增益調(diào)整,最終使所有傳感器到達(dá)相同的靈敏度。此標(biāo)定過程中,不需要鋼管在傳輸線上運(yùn)動(dòng),稱為靜態(tài)標(biāo)定,此方法可用在探頭出廠的質(zhì)量測試與設(shè)備運(yùn)行的標(biāo)定過程。然后,進(jìn)一步利用含有人工缺陷的樣管進(jìn)行復(fù)核。此種方法可極大地提高校樣效率和標(biāo)定精度。
一、靜態(tài)標(biāo)定方法
電子標(biāo)定器是一種標(biāo)準(zhǔn)的磁信號(hào)發(fā)生器。如圖4-91所示,永久磁鐵在標(biāo)定器中做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),形成脈動(dòng)磁信號(hào)源,產(chǎn)生的磁場信號(hào)遍歷檢測探靴中的磁敏感元件,形成標(biāo)定磁信號(hào)。電子標(biāo)定器包括操作手柄、套筒、外罩、電池及充電器。其主要有以下特點(diǎn):
1)采用一個(gè)永磁源,信號(hào)穩(wěn)定一致。
2)永磁源做高速、高精度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),磁場源與探頭之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度不會(huì)影響標(biāo)定準(zhǔn)確性。
3)采用離線方式對(duì)單個(gè)探靴依次標(biāo)定。
4)精度高,可靠性高,工作性能穩(wěn)定。
5)手提便攜式設(shè)計(jì),體積小巧,攜帶使用方便。
采用電子標(biāo)定器對(duì)檢測探頭進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定的流程如下:
(1)準(zhǔn)備工作一檢測信號(hào)系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。安裝檢測軟件,并將標(biāo)定探頭、前置放大器、數(shù)據(jù)采集卡以及顯示計(jì)算機(jī)依次連接好,如圖4-92所示。
(2)標(biāo)定 首先進(jìn)入軟件標(biāo)定界面,如圖4-93所示。
將標(biāo)定器放在探頭檢測面上,用標(biāo)定器的定位邊緊貼在探頭一側(cè)進(jìn)行左右定位,如圖4-94所示。
打開標(biāo)定器,開始輸出磁場信號(hào)。檢測過程中,推動(dòng)標(biāo)定器從探頭的一端較勻速地滑向另一端。每個(gè)通道的信號(hào)通過前置放大器、數(shù)據(jù)采集卡,最終被檢測軟件獲取及保存。
保存數(shù)據(jù),關(guān)閉標(biāo)定器。
(3)數(shù)據(jù)分析,調(diào)節(jié)增益 打開數(shù)據(jù)軟件采集的數(shù)據(jù),如圖4-95所示。
圖4-95中,通道1波高55.5dB,通道2波高55dB,通道3波高57dB,通道4波高56dB,通道5波高56dB,通道6波高55dB,通道7波高56dB,通道8波高56.5dB。之后,將門限設(shè)置為大多數(shù)通道信號(hào)的波高處,如圖4-96所示。
將通道1增益提高0.5dB,通道2、6增益提高1dB,通道3增益減小1dB,通道8增益減小0.5dB。調(diào)節(jié)后再用標(biāo)定器重復(fù)步驟(2),得到的信號(hào)如圖4-97所示。
二、動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法
動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法是指采用帶有人工缺陷的鋼管重復(fù)通過檢測系統(tǒng),來對(duì)陣列檢測通道進(jìn)行標(biāo)定。在標(biāo)定過程中,需要調(diào)整鋼管的角度與位置使鋼管上的同一缺陷依次經(jīng)過不同的檢測通道。
不銹鋼管橫向缺陷檢測系統(tǒng)的標(biāo)定方法為,在鋼管表面刻制一個(gè)環(huán)形槽,一次性通過所有橫向缺陷檢測傳感器,或者通過不斷調(diào)整刻制有標(biāo)準(zhǔn)橫向缺陷鋼管的角度,使缺陷依次經(jīng)過所有橫向檢測通道,最終可根據(jù)各通道產(chǎn)生的信號(hào)幅值差異進(jìn)行增益調(diào)整,使得缺陷無論以何種角度進(jìn)入橫向檢測主機(jī)各通道均能獲得一致的檢測信號(hào)幅值。
縱向缺陷檢測系統(tǒng)的標(biāo)定則可利用刻制在樣管上的長軸向裂紋一次性通過所有縱向缺陷檢測傳感器,或者刻制有標(biāo)準(zhǔn)縱向缺陷的鋼管慢慢向前運(yùn)動(dòng),使缺陷依次經(jīng)過所有縱向檢測通道,同樣,最后根據(jù)各通道的信號(hào)輸出差異來調(diào)整通道增益,使得所有傳感器產(chǎn)生相同的信號(hào)幅值。常用的標(biāo)定方法對(duì)樣管的制作要求較高,如樣管上的環(huán)形槽和長裂紋。如果用于標(biāo)定的缺陷尺寸或形位尺寸精度不滿足相應(yīng)要求,則會(huì)降低標(biāo)定的效果和準(zhǔn)確性。