用于脉冲涡流检查的自动提离补偿制造技术

本发明专利技术提供用于脉冲涡流检查的自动提离补偿。探头（１）和被测试结构（２）表面之间的提离间隔的变化常常掩蔽结构中缺陷的检测。描述了用于自动分类和补偿提离的变化的方法和设备。已知提离处的参考信号（２３）可以用对应的计算的比率参数加权，并从测试信号（３２）减去，以补偿提离。优选获得多个参考信号，并且优选确定每个参考信号的最大幅度梯度（２４）。还获得后续的测试信号的最大幅度梯度（３３），识别具有最接近测试信号的最大幅度梯度的对应参考信号，并在相关补偿程序中选择该对应的参考信号。已发现这种方法将信号恢复为使得提离被消除，并且缺陷容易被识别。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可以用于检效，j材料或结构尤其例如诸如航空器面板和 管道等这样的导电结构中存在的诸如腐蚀、裂紋等缺陷的方法和设备。
技术介绍
诸如腐蚀、裂紋等缺陷会削弱材料或结构的结构整体性。许多工业 中结构的故障可以具有非常严重的后果，这些故障比如诸如形成气体或 输油管等这样的管道或航空器面板的部件的结构故障。因此，相当多的 工作致力于结构的检查上，以便确定它们是否具有或获得可以影响它们 的结构整体性的任何缺陷。结构可被视觉检查以试图检测缺陷。然而，虽然一些缺陷能够被视 觉检查，比如会导致表面变形的严重腐蚀，许多缺陷比如从结构的外部 表面不容易看出的裂紋或腐蚀会被漏掉。此外，许多结构会用油漆、涂 料和绝缘体的层覆盖，这会使视觉检查甚至更困难。检查结构以便检测缺陷的另一方法涉及超声波。然而，除非随后的 层被机械结合在一起，超声波仅可以穿透结构的单层。因此，检测多层 结构中的缺陷是困难的。检测结构中的缺陷的另 一方法是利用涡流。涡流检查在检测导电结 构中裂缝方面具有相当大的优点，并且具有非常宽范围的应用。它是非 破坏性的，并且可以检测肉眼看不见的裂缝。通常用单个频率实现非破 坏性检测。有时可以使用两个频率或多个频率，以便提高检查能力和检 测可靠性。涡流可以穿透材料的多个层，以便发现会威胁材料或结构的 可用性的隐藏损伤。然而，为了在复杂结构中精确定位缺陷位置，传统的涡流技术遇到因频率衰减引起的困难。脉沖涡流(PEC)方波脉沖提 供宽带频率能量，特别在低频率处。因此，其提供了关于缺陷深度的更 多信息和后续的数据处理的潜力。探头提离是与在要被测试结构的表面上移动探头相关的问题，其在 于探头和要被检查结构之间间距的变化产生接收信号中的虚假变化，该虛假变化会掩蔽指示真实缺陷的变化，这对于识别缺陷是误导的。例如， 在其之上移动探头的结构表面的变化，比如油漆和/或涂层厚度，铆钉 的表面特征的存在，和操作者在使用中施加至探头的压力的变化，可以 产生提离中的变化。US6344741和CA2312101公开了 一种用于补偿脉冲涡流技术中的提 离变化的方法。从在没有缺陷的位置处距离要被测试结构两个或多个不 同提离距离处的探头获得校准信号。确定检测信号在时域中交叉的点， 以在时域信号的该特定时间点处建立"相交的提离点"。在校准信号交 叉的相同时间点处比较后续的时域测试信号的幅度，以便补偿提离。然而，交叉点可能不是非常精确，并且当检测不同大小缺陷时可能 漂移。此外，仅在接收信号上的单个点处实现提离补偿，使仅有限量的 信息从时域信号可用，限制了缺陷分析。U S 5 3 919 8 8公开了 一种利用涡流测试检测导电物体中的裂缝的方 法。铁氧体磁心具有缠绕在其上的初级和次级线圏。矩形波电流被供给 至初级线圏，以在次级线圏中感应脉沖波形的电压。以对应于两个不同 阈值电压的两个分开的时间情况测量感应电压的脉沖持续时间。利用两 个测量的脉沖持续时间的比较，消除铁氧体磁心和导电物体之间距离 (提离)变化的影响。US6573712公开了一种检查装置，其具有驱动部件，用于调节检查 探头的位置以保持恒定的提离。作出关于提离发生和相关的提离距离的正确判断，使得能够消除检 测信号中提离引起的、掩蔽缺陷信号的分量，从而可以恢复缺陷信息， 以便产生可靠的检测结果。
技术实现思路
依据本专利技术的第 一 方面，提供一种用于补偿涡流探头和导电样品的 表面之间的间隔(提离)的方法，该方法包括通过将涡流探头定位在没有缺陷的样品区域和距离样品表面已知 的参考间隔(提离)处，激励探头以在样品中产生涡流，并且感应以该已知的参考间隔在导电样品中产生的涡流产生的参考信号，以及确定感 应的信号的梯度值，获得至少一组参考数据；通过将涡流探头定位在距离样品表面未知的间隔(提离)处，激励探头以产生涡流，并且确定随后的测试信号的对应梯度值，执行后续的 测试测量，以及通过确定至少一个参考信号和测试信号之间的差异，补偿测试测量 中涡流探头和样品表面之间的间隔(提离)。已经发现感测的信号的梯度指示探头和正被测试的导电材料表面 之间的间隔(提离)。已发现本专利技术的实施例具有提供精确和可靠的提 离补偿的能力。本专利技术的实施例还提供完整的提离补偿的信号，不像许 多现有技术方法仅在沿时变信号的单个点处提供提离补偿。完整的信号 对于确定缺陷的性质和位置的后续信号分析和处理是有用的。优选产生 脉沖涡流。在感测参考和测试信号之前，可以通过没有提离地将探头放在没有 缺陷的区域上，并获得之后从全部后续信号中减去的平衡信号，执行平 衡调节。最大幅度梯度(不管它是正还是负梯度)优选被确定，并用于执行 补偿。通过包括例如可以确定感测的时变信号的峰值微分的处理器或计 算机的控制系统，可以容易地确定最大幅度梯度。因此，本专利技术的方法 可以容易地被自动化。优选在确定梯度之前平滑感测的信号，比如通过 低通滤波器，以便消除由噪声产生的任何伪结果。测试测量中的补偿可以包括获得多组参考数据，每一组在探头和样 品表面之间的不同已知间隔处获得。然后可以选择具有最接近测试信号 的梯度的该组参考数据，并且确定选择的参考信号和测试信号之间的差 异。替代地或者附加地，可以从一个或多个参考数据组内插参考数据。 涉及参考信号或测试信号的数据可以乘以取决于测试和参考信号的大 小的比率的因数。依据本专利技术的第二方面，提供一种涡流检查装置，包括配置为执行 本专利技术第一方面的方法的涡流探头和处理装置。附图说明现在仅通过示例，参照附图，描述本专利技术，附图中 图1示出了探头和样品表面之间的间隔(提离)； 图2a示出提离参考数据产生程序，示出了执行本专利技术的实施例的 方法的流程图；图2b示出AD-L0C方法补偿程序； 图3示出了脉沖涡流检查装置；图4a示出带有不同提离信号的脉沖涡流缺陷信号和缺陷，示出了 没有提离和在多个不同的提离处从样品获得的 一 系列检测的脉冲涡流 信号；图4b示出带有提离信号微分的脉冲涡流缺陷，示出了在图4a中呈现的信号的微分；图4c示出20。/。材料损失缺陷，有或没有提离的PEC信号和经过提离 补偿的PEC信号，示出了提离补偿之前和之后来自20%缺陷的脉冲涡流信号；图5a示出了脉沖涡流测试扫描中使用的变化的提离距离和位置； 图5b示出没有提离补偿的C-扫描PEC成像，示出了没有提离补偿的检查C-扫描的脉沖涡流图像；以及图5c示出有提离补偿的C-扫描PEC成像，示出了施加了依据本专利技术实施例的提离补偿的图5b的检查C-扫描。具体实施例方式图1示出了称为探头1和要被检查样品2表面之间的提离的间隔。 图2是示出了执行本专利技术的方法的示例的流程图10。该流程图包括用于产生参考数据的第一部分20和用于产生经过补偿的测试数据的第二部分30。如图2中所示，在步骤21,优选通过没有提离地将探头放置在没有 缺陷的区域上平衡探头，以获得从所有后续信号减去的平衡信号。在步 骤22，探头被定位在距离样品表面已知的参考间隔(提离)处。优选在 样品基本上没有缺陷的部分上定位探头。可以使用如本领域熟知的任何 合适的涡流探头，比如绝对探头(absolute probe)，微分探头，反射 探头，未屏蔽探头，屏蔽的探头，或者利用线圏或电子传感器的，以上 的单个、多个或阵列构造的组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于补偿涡流探头（１）和正被测试的导电样品（２）表面之间的间隔的影响的方法，该方法包括：　通过将涡流探头（１）定位（２１）在基本上没有缺陷的区域和距离样品（２）表面已知的参考间隔（２２）处，激励（２３）探头以在样品中产生涡流，并且 感测以该已知的参考间隔在样品中产生的涡流产生的参考信号，以及确定（２４）感测的时变信号的梯度值，获得至少一组参考数据；　通过将涡流探头定位（３１）在距离样品表面未知的参考间隔处，激励探头以产生涡流，并且确定（３３）随后的测试信号的对应 梯度值，执行后续的测试测量，以及　通过确定至少一个参考信号和测试测量之间的差异，补偿（３４）测试测量中涡流探头和样品表面之间的间隔的影响。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：J汉森，X乔，
申请(专利权)人：通用电气检查技术有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]