基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别的方法和装置，其中，装置包括：磁聚焦铁轭、极靴或钢刷、永磁体、铁轭；其中，磁聚焦铁轭处于偏心位置，并且与被测试样之间留有气隙，用于形成端部磁场聚焦效应；永磁体包括左右两个磁化方向相反的永磁体对称分布，位于极靴或钢刷上方，用于饱和磁化被测试试样；铁轭位于磁聚焦铁轭和永磁体上方，用于形成饱和磁化回路；极靴或钢刷位于两个磁化方向相反的永磁体下方对称分布。本发明专利技术能于同一机械环节同时实现漏磁检测与内外壁缺陷识别；结构更集中，可靠性更高，装置通过能力更强；方法求解模型简单，缺陷判别速度快，实时性好；系统功耗低。

【技术实现步骤摘要】
基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别的方法和装置
本专利技术涉及无损检测
，尤其涉及一种基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别的方法和装置。
技术介绍
石油天然气的储运设施，如管道、储罐底板等，通常是有强度高韧性好的铁磁性材料构成。然而这些设施的工况很恶劣，大部分长期掩埋在泥土中而经受腐蚀破坏。腐蚀慢慢演变成缺陷，缺陷可能出现在铁磁性材料的内侧和外侧，也即是分内外壁缺陷。内壁缺陷和外壁缺陷对油气管道、储罐底板、铁轨等的威胁性不一样，因此区分内外壁缺陷非常有意义。然而，常规漏磁检测不能很好地内外壁缺陷，如何实现在完成漏磁检测的同时实现内外壁区分一直是铁磁材料无损检测技术的重点和难点。相关技术中，解决同时实现漏磁检测与缺陷内外壁区分问题的主要方法：有通过增设单独的机械节，在该新增的机械节上施加其他检测方法，如涡流检测、永磁扰动检测方法等。但是，涡流检测的肌肤效应和永磁扰动检测方法的垂直磁场都需要特殊的磁场环境，该磁场环境与漏磁检测的饱和磁场环境不能兼容，所以必须位于新增的单独的机械节中，而新增机械节可能带来检测仪器长度增加、重量增加，结构可靠性降低，通过能力减弱等危害。
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，本专利技术的第一个目的在于提出一种基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别装置，以实现利用漏磁检测与磁聚焦检测复合检测方法，能在实现漏磁检测的同时，在同一机械节内实现内外壁区分检测。本专利技术的第二个目的在于提出一种基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别的方法。为达上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别装置，包括：磁聚焦铁轭、极靴或钢刷、永磁体、铁轭；其中，所述磁聚焦铁轭处于偏心位置，并且与被测试样之间留有气隙，用于形成端部磁场聚焦效应；所述永磁体包括左右两个磁化方向相反的永磁体对称分布，位于所述极靴或钢刷上方，用于饱和磁化所述被测试试样；所述铁轭位于所述磁聚焦铁轭和所述永磁体上方，用于形成饱和磁化回路；所述极靴或钢刷位于所述两个磁化方向相反的永磁体下方对称分布。可选的，还包括：两个磁场测量传感器，其中，所述两个磁场测量传感器中的一个位于所述被测试样上方，最佳漏磁检测位置点处，用于完成漏磁检测切向和法向磁场分量的测量；所述两个磁场测量传感器中的另一个位于所述被测试样上方，所述磁聚焦铁轭端面下方，用于完成磁聚焦检测的切向和法向磁场分量的测量。可选的，还包括：数据处理单元和数据存储单元，其中，所述数据处理单元分别与所述两个磁场测量传感器连接，用于对所述漏磁检测和磁聚焦检测的所述磁场测量传感器回传的磁场值进行分析和判断，得到正确内外壁缺陷识别分类。可选的，所述数据处理单元对用于漏磁检测的磁场测量传感器进行控制，实现漏磁检测，并对缺陷是否存在进行判断。可选的，所述数据处理单元对用于磁聚焦检测的磁场测量传感器进行控制，实现磁聚焦检测，并对内缺陷是否存在进行判断；结合漏磁检测结果和磁聚焦检测结果，所述数据处理单元对内外壁缺陷进行识别分类。可选的，还包括：数据存储单元，其中，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从磁场传感器中获取的泄漏磁场和聚焦磁场的磁场数据进行存储，同时也对数据处理单元的缺陷分类结果进行存储。可选的，所述磁聚焦铁轭同属于铁轭，其材质可以与漏磁检测中用于导磁的铁轭相同。可选的，所述磁聚焦铁轭同属于高导磁性材料，将在漏磁检测已有磁路的基础上，形成新的磁路支路，出现磁路分流。可选的，所述磁聚焦铁轭与所述被测试样之间空气隙要求足够小，所述空气隙中的磁场满足磁场边界连续性条件，由于所述磁聚焦铁轭与所述被测试样的磁导率远大于空气磁导率率，所述空气隙中的磁力线垂直于空气与所述磁聚焦铁轭以及所述空气隙与所述被测试样之间的边界，当所述磁聚焦铁轭与所述被测试样之间的所述空气隙足够小时，所述磁聚焦铁轭的端面形成磁场集中的现象，即磁聚焦效应。可选的，所述漏磁检测时的磁化强度高于预设磁化强度，其中，所述预设磁化强度为预设常规漏磁检测的磁化强度。为达上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别的方法，应用在上述第一方面实施例所描述的基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别装置上，包括以下步骤：根据磁路等磁势位法确定最佳漏磁检测位置点；通过所述基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别装置上的磁场测量传感器，在所述最佳漏磁检测位置点获取泄漏磁场的切向分量和法向分量，其中，所述切向方向为被测试样表面的磁化方向，所述法向方向为垂直被测试样表面的方向；根据所述切向分量和法向分量判断被测式样是否存在缺陷；若存在缺陷，则通过所述基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别装置在所述磁聚焦铁轭的端面处进行磁聚焦检测，采集端面处的聚焦磁场的切向分量和法向分量，并利用聚焦磁场的两个分量判断缺陷是否为内壁缺陷；通过所述基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别装置进行复合判断，并对缺陷进行内外壁缺陷分类。可选的，所述根据磁路等磁势位法确定最佳漏磁检测位置点，包括：确定所述基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别装置上铁轭和被测试样中磁势相等的点，为所述最佳漏磁检测位置点。可选的，所述通过所述基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别装置在所述磁聚焦铁轭的端面处进行磁聚焦检测，包括：当磁聚焦铁轭端面的聚焦磁场仅仅包含法向分量而不包含切向分量时，则确定所述被测试样上没有缺陷或者仅有外缺陷；当磁聚焦铁轭端面的聚焦磁场同时包含所述切向分量和法向分量，则确定所述被测试样上有内缺陷。可选的，所述通过所述基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别装置进行复合判断，包括：若所述最佳漏磁检测位置点处存在泄漏磁场的切向或法向分量，且磁聚焦铁轭端面处同时存在聚焦磁场的切向和法向分量时，确定缺陷为内缺陷；可选的，所述通过所述基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别装置进行复合判断，包括：若所述最佳漏磁检测位置点处存在泄漏磁场的切向或法向分量，且磁聚焦铁轭端面处仅存在聚焦磁场的法向分量时，确定缺陷为外缺陷；可选的，所述通过所述基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别装置进行复合判断，包括：若所述最佳漏磁检测位置点处不存在泄漏磁场，且磁聚焦铁轭端面处仅存在聚焦磁场的法向分量时，确定不存在缺陷。本专利技术的实施例，至少具有如下的技术效果：能于同一机械环节同时实现漏磁检测与内外壁缺陷识别；结构更集中，可靠性更高，装置通过能力更强；方法求解模型简单，缺陷判别速度快，实时性好；系统功耗低。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术一个实施例的基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别装置实施例的结构示意图；图2为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别装置，其特征在于，包括：磁聚焦铁轭、极靴或钢刷、永磁体、铁轭；其中，/n所述磁聚焦铁轭处于偏心位置，并且与被测试样之间留有气隙，用于形成端部磁场聚焦效应；/n所述永磁体包括左右两个磁化方向相反的永磁体对称分布，位于所述极靴或钢刷上方，用于饱和磁化所述被测试试样；/n所述铁轭位于所述磁聚焦铁轭和所述永磁体上方，用于形成饱和磁化回路；/n所述极靴或钢刷位于所述两个磁化方向相反的永磁体下方对称分布。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于聚焦漏磁复合检测的内外壁缺陷识别装置，其特征在于，包括：磁聚焦铁轭、极靴或钢刷、永磁体、铁轭；其中，
所述磁聚焦铁轭处于偏心位置，并且与被测试样之间留有气隙，用于形成端部磁场聚焦效应；
所述永磁体包括左右两个磁化方向相反的永磁体对称分布，位于所述极靴或钢刷上方，用于饱和磁化所述被测试试样；
所述铁轭位于所述磁聚焦铁轭和所述永磁体上方，用于形成饱和磁化回路；
所述极靴或钢刷位于所述两个磁化方向相反的永磁体下方对称分布。


2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：两个磁场测量传感器，其中，
所述两个磁场测量传感器中的一个位于所述被测试样上方，最佳漏磁检测位置点处，用于完成漏磁检测切向和法向磁场分量的测量；
所述两个磁场测量传感器中的另一个位于所述被测试样上方，所述磁聚焦铁轭端面下方，用于完成磁聚焦检测的切向和法向磁场分量的测量。


3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：数据处理单元，其中，
所述数据处理单元分别与所述两个磁场测量传感器连接，用于对所述漏磁检测和磁聚焦检测的所述磁场测量传感器回传的磁场值进行分析和判断，得到正确内外壁缺陷识别分类。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述数据处理单元对用于漏磁检测的磁场测量传感器进行控制，实现漏磁检测，并对缺陷是否存在进行判断。


5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述数据处理单元对用于磁聚焦检测的磁场测量传感器进行控制，实现磁聚焦检测，并对内缺陷是否存在进行判断；
结合漏磁检测结果和磁聚焦检测结果，所述数据处理单元对内外壁缺陷进行识别分类。


6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：数据存储单元，其中，
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从磁场传感器中获取的泄漏磁场和聚焦磁场的磁场数据进行存储，同时也对数据处理单元的缺陷分类结果进行存储。


7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁聚焦铁轭同属于铁轭，其材质可以与漏磁检测中用于导磁的铁轭相同。


8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁聚焦铁轭同属于高导磁性材料，将在漏磁检测已有磁路的基础上，形成新的磁路支路，出现磁路分流。


9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁聚焦铁轭与所述被测试样之间空气隙要求足够小，所述空气隙中的磁场满足磁场边界连续性条件，由于所述磁聚焦铁轭与所述被测试样的磁导率远大于空气磁导率，所述空气隙中的磁力线垂直于空气与所述磁聚焦铁轭以及所述空气隙与所述被测试样之间的边界，当所述磁聚焦铁轭与所述被测试样之间的所述空气隙足够小时，所述磁聚焦...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄松岭，龙跃，黄紫靖，
申请(专利权)人：清华大学，北京麦格迪管道科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11