不銹鋼管自動化漏磁檢測系統(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(diào)整的方式使各檢測通道的靈敏度相同。
標定是在正常工作采集前對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)或時間后將要進行一次標定處理,包括:
(1)校準通道基準
通道基準是信號圖形化顯示的基線,校準通道基準一方面是為了檢測信號最大化圖形顯示;另一方面,校準通道基準是同多通道融合處理的必要條件。最常用的校準通道基準的方法是每個通道對自身通道的所有數(shù)據(jù)求均值,即
Ci=Σdj/Ln (4-44) 式中,C;是第i個通道的基準;L。為第i個通道的數(shù)據(jù)長度;dj為第i個通道第j個數(shù)據(jù)的采樣值。
(2)校準通道增益
通道增益是信號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是缺陷判斷的重要參數(shù)。檢測設(shè)備對不同材質(zhì)、不同規(guī)格的被測物件的靈敏度會有不同,且各傳感器靈敏度之間也會有一定差異,所以校準通道增益是標定處理中的重要環(huán)節(jié)。
校準通道增益與具體的檢測應(yīng)用,特別是與具體的標樣有著密切的關(guān)系。常用的校準通道增益的方法是:將標樣上標準缺陷的峰值校準到對應(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個通道的增益;TH為門限值;dimar是第i個通道檢測到的指定缺陷的峰值;C;為經(jīng)校準過的第i個通道的基準;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定的速度與正確性,可將復(fù)雜的標定過程分為兩個步驟,也即靜態(tài)標定與動態(tài)標定。首先,使用“電子標定器”產(chǎn)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(jù)各通道的檢測幅值差異進行增益調(diào)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(tài)標定,此方法可用在探頭出廠的質(zhì)量測試與設(shè)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(fù)核。此種方法可極大地提高校樣效率和標定精度。
一、靜態(tài)標定方法
電子標定器是一種標準的磁信號發(fā)生器。如圖4-91所示,永久磁鐵在標定器中做高速旋轉(zhuǎn)運動,形成脈動磁信號源,產(chǎn)生的磁場信號遍歷檢測探靴中的磁敏感元件,形成標定磁信號。電子標定器包括操作手柄、套筒、外罩、電池及充電器。其主要有以下特點:
1)采用一個永磁源,信號穩(wěn)定一致。
2)永磁源做高速、高精度旋轉(zhuǎn)運動,磁場源與探頭之間相對運動的速度不會影響標定準確性。
3)采用離線方式對單個探靴依次標定。
4)精度高,可靠性高,工作性能穩(wěn)定。
5)手提便攜式設(shè)計,體積小巧,攜帶使用方便。
采用電子標定器對檢測探頭進行靜態(tài)標定的流程如下:
(1)準備工作一檢測信號系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。安裝檢測軟件,并將標定探頭、前置放大器、數(shù)據(jù)采集卡以及顯示計算機依次連接好,如圖4-92所示。
(2)標定 首先進入軟件標定界面,如圖4-93所示。
將標定器放在探頭檢測面上,用標定器的定位邊緊貼在探頭一側(cè)進行左右定位,如圖4-94所示。
打開標定器,開始輸出磁場信號。檢測過程中,推動標定器從探頭的一端較勻速地滑向另一端。每個通道的信號通過前置放大器、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)后再用標定器重復(fù)步驟(2),得到的信號如圖4-97所示。
二、動態(tài)標定方法
動態(tài)標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),來對陣列檢測通道進行標定。在標定過程中,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)的標定方法為,在鋼管表面刻制一個環(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)整刻制有標準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)生的信號幅值差異進行增益調(diào)整,使得缺陷無論以何種角度進入橫向檢測主機各通道均能獲得一致的檢測信號幅值。
縱向缺陷檢測系統(tǒng)的標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,或者刻制有標準縱向缺陷的鋼管慢慢向前運動,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)生相同的信號幅值。常用的標定方法對樣管的制作要求較高,如樣管上的環(huán)形槽和長裂紋。如果用于標定的缺陷尺寸或形位尺寸精度不滿足相應(yīng)要求,則會降低標定的效果和準確性。