Page 96 - 无损检测2021年第四期
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王安泉, 等:
基于曲面拟合的脉冲涡流测厚方法
因此, 壁厚反演模型需要根据提离高度的不同
而改变。晚期信号斜率随提离高度的变化曲线如图
9 所示, 由图 9 可知, 提离高度与晚期信号斜率之间
并不是简单的线性关系。
表 3 不同提离高度下, 9mm 厚管道的
晚期信号斜率与反演壁厚关系
提离高度 / 管道壁厚 / 信号斜率 / 反演厚度 / 反演误差 /
-1
cm mm ( V · s ) mm %
0 9 -135 9.2 2.5
1 9 -200 7.1 -20.8
2 9 -291 5.6 -38.2
3 9 -436 4.3 -52.7
4 9 -567 3.6 -60.2
5 9 -643 3.3 -63.4
图 6 无提离及有提离条件下 9mm 厚试件中的
感应电流密度
号如图 8 所 示。由 图 7 , 8 可 知, 随 着 包 覆 层 厚 度
的增加, 检 测 电 压 幅 值 降 低, 信 号 衰 减 速 度 变 快。
之后, 求解 不 同 提 离 高 度 下 检 测 电 压 信 号 所 对 应
的晚期信号 斜 率, 代 入 式 ( 1 ) 得 到 反 演 壁 厚, 然 后
计算壁厚反演误差( 见表 3 )。由表 3 可知, 利用无 图 9 9mm 厚管道的晚期信号斜率随提离高度的
包覆层情况下建立的壁厚反演模型对带包覆层情 变化曲线
况下的壁厚进行反演时, 随着提离高度的增加, 反
3 带包覆层的管道壁厚反演方法研究
演相对误差不断增大。
由于无包覆层情况下建立的壁厚反演模型已不
再适用于带包覆层的管道壁厚反演, 为了保证检测结
果的准确性, 有必要开展带包覆层情况下管道的壁厚
反演方法研究, 以补偿提离效应带来的反演误差。
笔者提出了补偿提离效应的新思路, 即将提离
高度考虑在内, 建立管道壁厚反演特征量和提离高
度与壁厚之间的关系模型, 模型以提离高度和壁厚
图 7 不同提离高度下 9mm 厚管道的检测信号 反演特征量为输入, 以壁厚为输出, 即可实现带包覆
层下的管道壁厚反演。
首先, 将脉冲涡流探头提离高度逐步增大, 测得
不同提离高度下, 不同厚度管道的晚期信号斜率。
然后, 使用 MATLAB 软件中的 CurveFittin gTool
工具箱, 以提离高度和晚期信号斜率为自变量, 管道
壁厚为因变量, 拟合成三维曲面, 并将该曲面模型参
数编入数据采集处理软件中。在实际应用时, 系统
将采集到的感应电压的晚期信号斜率、 测量包覆层
图 8 单对数坐标系下不同提离高度时 9mm 厚管道的 厚度得到的提离高度输入该曲面模型中, 就能计算
检测信号
出相应的管道壁厚。
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2021 年 第 43 卷 第 4 期
无损检测
