漏磁检测探头姿态补偿方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种漏磁检测探头姿态补偿方法及装置，其中，方法包括：获取正常姿态下两个三轴磁场测量芯片的切向距离；利用两个三轴磁场测量芯片获取当前探头倾斜情况下的磁场值；将获得的磁场值中的两组切向分量进行滤波和微分处理，得到两组磁场测量信号的微分值；对微分值的特征分别进行标记得到特征微分值为常数的平坦数据段；将平坦数据段的中点分别记为缺陷中心，记录缺陷中心对应的第一、第二里程距离；根据第一、第二里程距离和两个测量芯片的切向距离计算当前探头姿态倾斜角；利用倾斜角对获得的磁场值进行补偿计算，得到探头正确姿态下的缺陷漏磁信号。该方法能在探头姿态倾斜的情况下，完成漏磁信号测量及倾斜姿态漏磁信号的实时补偿。

Attitude compensation method and device of magnetic flux leakage detector

【技术实现步骤摘要】
漏磁检测探头姿态补偿方法及装置
本专利技术涉及无损检测
，特别涉及一种漏磁检测探头姿态补偿方法及装置。
技术介绍
对油气管道和石油储罐底板的无损检测而言，漏磁检测是最常用的在线检测技术之一。漏磁检测主要是通过饱和磁化被测试件，并检测试件缺陷处的泄漏磁场的分布和大小，进而求解出缺陷尺寸信息。然而，在实际检测过程中，漏磁检测探头在经过法兰、焊缝等出会出现颤振现象，颤振可能引起探头姿态倾斜；检测过程中还可能出现探头机械外壳一侧过度磨损导致的探头姿态倾斜的问题。倾斜的探头所测得的信号将极大地影响缺陷的判断和缺陷的量化，所以探头姿态问题一直是进行缺陷检测技术的重点与难点。现有的技术中，解决探头姿态问题的主要方法是通过优化探头机械的设计，增设弹簧片等手段使得探头紧贴外壁。但是，在实际检测过程中，由于磨损和机械偏移等不可抗拒的原因，漏磁检测探头随时可能发生姿态倾斜的问题，并且由于颤振的存在，每一个缺陷处探头的倾斜程度还可能不一致，而上述机械的方法只能进行大多数情况优化，无法解决探头姿态发生倾斜现象后实现测量信号的补偿的功能。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种漏磁检测探头姿态补偿方法，该方法能在探头姿态倾斜的情况下，完成漏磁信号测量以及倾斜姿态漏磁信号的实时补偿。本专利技术的另一个目的在于提出一种漏磁检测探头姿态补偿装置。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种漏磁检测探头姿态补偿方法，包括：S1，获取正常姿态下两个三轴磁场测量芯片在切向上的距离；S2，利用所述两个三轴磁场测量芯片分别获取当前探头倾斜情况下的磁场值，其中，所述磁场值包括切向分量和法向分量；S3，将获得的所述磁场值中的两组切向分量进行滤波，将滤波后的两组切向分量进行微分处理，得到两组磁场测量信号的微分值；S4，对所述两组磁场测量信号的微分值的特征分别进行标记得到特征微分值为常数的平坦数据段；S5，将所述平坦数据段的中点分别记为缺陷中心，记录缺陷中心对应的第一里程距离和第二里程距离；S6，根据所述第一里程距离、所述第二里程距离和所述正常姿态下两个磁场测量芯片在切向上的距离计算所述当前探头姿态的倾斜角；S7，利用所述当前探头姿态的倾斜角对所述当前探头倾斜情况下的磁场值进行补偿计算，得到探头正确姿态下的缺陷漏磁信号。本专利技术实施例的漏磁检测探头姿态补偿方法，通过两个磁场测量芯片可采集当前倾斜角度下的两组三维磁场数值，结合所测得的磁场值以及两个磁场测量芯片之间的固定距离，可反向计算出当前探头的姿态角，利用当前探头的姿态角，将在探头倾斜情况下所测得的磁场补偿为正确姿态下所测量到的缺陷漏磁信号。该方法能在探头姿态倾斜的情况下，完成漏磁信号测量以及倾斜姿态漏磁信号的实时补偿。另外，根据本专利技术上述实施例的漏磁检测探头姿态补偿方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述特征微分值为常数的平坦数据段包括：所述两组磁场测量信号的微分值的最大值、最小值及最大值和最小值之间的微分为常数或近似常数的平坦段。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述当前探头倾斜情况下的磁场值，包括：第一三轴磁场测量芯片测得磁场的切向分量Bx1c和法向分量Bz1c，第二三轴磁场测量芯片测得磁场的切向分量Bx2c和法向分量Bz2c；切向为沿磁化的方向，用下标x表示切向；法向为垂直被测试件表面的方向，用下标z表示法向。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述第一里程距离、所述第二里程距离和所述正常姿态下两个磁场测量芯片在切向上的距离计算所述当前探头姿态的倾斜角公式为：其中，θ为当前探头姿态的倾斜角，l1为第一里程距离，l2为第二里程距离。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述S7进一步包括：利用所述当前探头姿态的倾斜角θ，将所述当前探头倾斜情况下测得的磁场值Bx1c、Bx2c、Bz1c和Bz2c进行补偿计算，得到所述探头正确姿态下的缺陷漏磁信号，包括切向分量Bx1、Bx2和法向分量Bz1、Bz2，所述正确姿态下的缺陷漏磁信号Bx1、Bx2、Bz1、Bz2与所述当前探头姿态的倾斜角θ和探头倾斜情况下的磁场值Bx1c、Bx2c、Bz1c和Bz2c的关系为：为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种漏磁检测探头姿态补偿装置，包括：前后分布的两个三轴磁场测量芯片、数据处理单元和数据存储单元组成；所述两个三轴磁场测量芯片位于被测试件上方，用于获取当前探头倾斜情况下的磁场值；所述数据处理单元分别与所述两个三轴磁场测量芯片连接，用于对所述当前探头倾斜情况下的磁场值进行分析处理，得到正确姿态下的缺陷漏磁信号；所述数据存储单元与所述数据处理单元连接，用于对所述数据处理单元的数据进行存储。本专利技术实施例的漏磁检测探头姿态补偿装置，由前后分布的两个三轴磁场测量芯片、一个数据处理单元和一个数据存储单元组成，被测试件被装置两侧的永磁体磁化，遇到缺陷时产生泄漏磁场，通过两个磁场测量芯片可采集当前倾斜角度下的两组三维磁场数值，并将数值传输到数据处理单元和数据存储单元。数据处理单元结合所测得的磁场值以及两个磁场测量芯片之间的固定距离，可反向计算出当前探头的姿态角，利用当前探头的姿态角，将在探头倾斜情况下所测得的磁场补偿为正确姿态下所测量到的缺陷漏磁信号。本实施例中的探头装置结构简单，能在探头姿态倾斜的情况下，完成漏磁信号测量以及倾斜姿态漏磁信号的实时补偿，与传统漏磁检测探头比较，其信噪比更强。另外，根据本专利技术上述实施例的漏磁检测探头姿态补偿装置还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，还包括：极靴或钢刷、永磁体、铁轭和里程轮；所述极靴或钢刷位于所述两个三轴磁场测量芯片两侧，对称分布，用于约束所述漏磁检测探头姿态补偿装置与所述被测试件之间的磁场分布；所述永磁体包括一个S极向下的永磁体和一个N极向下的永磁体，所述永磁体位于所述极靴或钢刷上方，在所述两个三轴磁场测量芯片两侧，对称分布，用于磁化所述被测试件；所述铁轭位于所述永磁体和所述两个三轴磁场测量芯片上方，用于约束所述漏磁检测探头姿态补偿装置内部的磁场分布及降低背景磁场；所述里程轮位于所述永磁体后方，用于记录漏磁检测探头在所述被测试件上所扫查过的里程距离。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述数据处理单元具体用于，获取所述两个三轴磁场测量芯片测得的所述当前探头倾斜情况下的磁场值，其中，所述磁场值包括切向分量和法向分量；将获得的所述磁场值中的两组切向分量进行滤波，将滤波后的两组切向分量进行微分处理，得到两组磁场测量信号的微分值；对所述两组磁场测量信号的微分值的特征分别进行标记得到特征微分值为常数的平坦数据段；将所述平坦数据段的中点分别记为缺陷中心，记录缺陷中心对应的第一里本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种漏磁检测探头姿态补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，获取正常姿态下两个三轴磁场测量芯片在切向上的距离；/nS2，利用所述两个三轴磁场测量芯片分别获取当前探头倾斜情况下的磁场值，其中，所述磁场值包括切向分量和法向分量；/nS3，将获得的所述磁场值中的两组切向分量进行滤波，将滤波后的两组切向分量进行微分处理，得到两组磁场测量信号的微分值；/nS4，对所述两组磁场测量信号的微分值的特征分别进行标记得到特征微分值为常数的平坦数据段；/nS5，将所述平坦数据段的中点分别记为缺陷中心，记录缺陷中心对应的第一里程距离和第二里程距离；/nS6，根据所述第一里程距离、所述第二里程距离和所述正常姿态下两个磁场测量芯片在切向上的距离计算所述当前探头姿态的倾斜角；/nS7，利用所述当前探头姿态的倾斜角对所述当前探头倾斜情况下的磁场值进行补偿计算，得到探头正确姿态下的缺陷漏磁信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种漏磁检测探头姿态补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，获取正常姿态下两个三轴磁场测量芯片在切向上的距离；
S2，利用所述两个三轴磁场测量芯片分别获取当前探头倾斜情况下的磁场值，其中，所述磁场值包括切向分量和法向分量；
S3，将获得的所述磁场值中的两组切向分量进行滤波，将滤波后的两组切向分量进行微分处理，得到两组磁场测量信号的微分值；
S4，对所述两组磁场测量信号的微分值的特征分别进行标记得到特征微分值为常数的平坦数据段；
S5，将所述平坦数据段的中点分别记为缺陷中心，记录缺陷中心对应的第一里程距离和第二里程距离；
S6，根据所述第一里程距离、所述第二里程距离和所述正常姿态下两个磁场测量芯片在切向上的距离计算所述当前探头姿态的倾斜角；
S7，利用所述当前探头姿态的倾斜角对所述当前探头倾斜情况下的磁场值进行补偿计算，得到探头正确姿态下的缺陷漏磁信号。


2.根据权利要求1所述的漏磁检测探头姿态补偿方法，其特征在于，所述特征微分值为常数的平坦数据段包括：
所述两组磁场测量信号的微分值的最大值、最小值及最大值和最小值之间的微分为常数或近似常数的平坦段。


3.根据权利要求1所述的漏磁检测探头姿态补偿方法，其特征在于，所述当前探头倾斜情况下的磁场值，包括：
第一三轴磁场测量芯片测得磁场的切向分量Bx1c和法向分量Bz1c，第二三轴磁场测量芯片测得磁场的切向分量Bx2c和法向分量Bz2c；切向为沿磁化的方向，用下标x表示切向；法向为垂直被测试件表面的方向，用下标z表示法向。


4.根据权利要求1所述的漏磁检测探头姿态补偿方法，其特征在于，所述根据所述第一里程距离、所述第二里程距离和所述正常姿态下两个磁场测量芯片在切向上的距离计算所述当前探头姿态的倾斜角公式为：



其中，θ为当前探头姿态的倾斜角，l1为第一里程距离，l2为第二里程距离。


5.根据权利要求1所述的漏磁检测探头姿态补偿方法，其特征在于，所述S7进一步包括：
利用所述当前探头姿态的倾斜角θ，将所述当前探头倾斜情况下测得的磁场值Bx1c、Bx2c、Bz1c和Bz2c进行补偿计算，得到所述探头正确姿态下的缺陷漏磁信号，包括切向分量Bx1、Bx2和法向分量Bz1、Bz2，所述正确姿态下的缺陷漏磁信号Bx1、Bx2、Bz1、Bz2与所述当前探头姿态的倾斜角θ和探头倾斜情况下的磁场值Bx1c、Bx2c、Bz1c和Bz2c的关系为：








6.一种漏磁检测探头姿态补偿装置，其特征在于，包括：前后分布的两个三轴磁场测量芯片、数据处理单元和数据存储单元组成；
所述两个三轴磁场测量芯片位于被测试件上方，用于获取当前探头倾斜情况下的磁场值；
所述数据处理单元分别与所述两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄松岭，龙跃，宋小春，彭丽莎，王珅，赵伟，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11