Page 43 - 无损检测2023年第一期

邢仁飞, 等:

水冷壁管腐蚀脉冲涡流检测信号处理与成像

值滤波 [ 11 ] 以及中值滤波 [ 12 ] 等方法对部分检测信号 成。线圈具有灵活度高, 便于设计与分析的特点,
中的高频和低频信号滤波效果较差。因此研究人员 因此使用线圈作为传感器的接收单元。探头实物
提出维纳滤波 [ 13 ] 、 小波滤波 [ 14 ] 等方法, 并取得了不 如图3所示。
错的滤波效果。
在特征提取上, 研究人员利用过零时间 [ 15 ] 、 提
离交叉点 [ 16 ] 、 峰值时间 [ 17 ] 、 衰减曲线斜率 [ 18 ] 等特征
信息进行金属测厚。将衰减曲线斜率与金属厚度标
定进行数据可视化是可靠的方法, 但实际工程应用
中在准确提取曲线斜率并识别较小的厚度差别上仍
存在难点。
文章通过定量对比移动均值滤波、 中值滤波以
图3 探头实物
及小波滤波在水冷壁管道 PECT 信号处理中的信
试验使用两种试件, 试件一为水冷壁阶梯试件,
噪比, 选取合适的滤波方法; 通过定位有效信号区间
试件二为缺陷试件。
来分析提取衰减曲线的有效斜率, 设计一套可实时
试件一材料为 20 钢, 共含 6 根管道( 管道 1~
成像的 PECT 检测系统, 其成像结果清晰, 精度高。
管道6 ), 管道内有螺纹, 水冷壁阶梯试件结构如图4
1 试验设计 所示。管道中设置有不同厚度的阶梯模拟均匀减

薄, 详细尺寸如表1所示。
1.1 PECT系统
试验平台由激励设备、 采集卡、 水冷壁管试件、
扫查架、 探头构成( 见图 1 , 2 )。激励信号为等宽双
极性方波。采集卡为16位模数转换器。扫查架尺

寸为 500 mm×400 mm ( 长 × 宽), 扫 查 精 度 为
0.1mm 。上位机与激励设备、 采集卡和扫查架使用

USB接口进行通讯, 激励设备与采集卡和扫查架通
过触发信号进行同步。

图4 水冷壁阶梯试件结构示意
表1 水冷壁阶梯试件尺寸 mm
管道 厚度
序号 阶梯1 阶梯2 阶梯3 阶梯4 阶梯5
1 9.08 - - - -
2 9.08 8.48 7.89 7.45 7.28
3 9.08 - 8.7 - 8.12
图1 检测系统结构示意
4 7.35 - 6.75 - 6.23
5 6.09 - 5.48 - 4.71
6 8.77 - - - -
试件二材料为20钢, 壁厚为5.24mm , 外表面

设置有局部减薄缺陷。缺陷尺寸约为 15 mm×

20mm ( 长×宽), 缺陷最薄处厚度为3.34mm , 缺陷
试件结构如图5所示。
图2 试验平台外观
2 数据处理方法
1.2 探头与试件
脉冲涡流传感器由激励线圈与接收单元组 使用小波变换降噪方法对采集到的水冷壁原始

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2023年 第45卷 第1期
无损检测