Page 53 - 无损检测2023年第四期
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赵 敏, 等:
基于地磁异常成像的缺陷检测
信号的特征进行分析与提取。面扫描则是在线扫描
的基础上再加入一个维度信息, 由多个线扫描实现,
可增加缺陷检测的分布维度和定量维度信息, 异常
地磁成像与漏磁成像有诸多相似之处 [ 3 ] 。
3.1 地磁异常成像
异常地磁成像的三维扫描如图7所示, 地磁异
图4 地磁异常检测系统组成
常成像系统首先对采样平面进行网格化划分, 然后
用地磁传感器遍历所有的网格空间, 实现对地磁分
布的采集, 最后进行网络数据综合绘制, 形成采集平
面的地磁数据的分布图, 即地磁异常图像。不同尺
寸的缺陷将会有不同的地磁异常图像, 通过对地磁
异常图像特点进行分析, 就可实现对缺陷的定位和
定量检测。
图5 地磁异常检测试验平台
尺寸与地磁异常信号之间存在一定关系, 可据此实
现从地磁异常信号到缺陷尺寸的量化反演, 实现缺
陷的定量检测。笔者综合考虑实际缺陷和试验需
要, 制作了一套检测样件, 检测样件缺陷分布如图6
所示( 图中从左到右缺陷深度由0.5mm 开始, 依次 图7 异常地磁成像的三维扫描示意
递增1mm , 从上到下缺陷宽度由1mm 开始, 依次
采用地磁异常采集系统对样件缺陷进行检测,
递增1mm 。
获得其漏磁信号, 通过对不同位置地磁信号进行扫
描和采集, 最终获得的三轴地磁场原始分布图像如
, , 为三个不同方向的地磁场
图8所示, M x M y M z
分量分布图像, 其横坐标对应钢板上的横向间隔, 纵
坐标对应钢板纵向间隔。
图6 检测样件缺陷分布示意
3 异常地磁成像分析
地磁异常信号是空间分布的, 对地磁异常信号 图8 三轴地磁场原始分布图像
的采集需要通过等空间的采样方法实现, 在实际应 3.2 不同缺陷成像结果分析
用中, 可通过空间编码器实现, 在实验室中, 可采用 由于地磁场为恒定无变化的磁场, 根据这一特
精密x- y 滑台实现采样间隔的调节。地磁异常检 征, 检测的磁性目标引起的磁异常梯度信息在3个
测的信号获取方式分为线扫描和面扫描, 线扫描是 方向的变化率即是磁梯度张量及磁场异常总场大
通过单个传感器对某一个特定路径上的地磁异常信 小, 用测得的磁场异常及磁梯度张量数据即可反演
号进行检测, 形成一维地磁异常信号, 然后对磁异常 被检测的磁性目标, 计算出目标的位置和大小。磁
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2023年 第45卷 第4期
无损检测
