基于功率谱密度峰值的大提离下脉冲涡流测厚方法

王安泉，刘 禹2，郝宪锋3，戴永寿2，闫泰松，姜 朝

(1.中国石化股份胜利油田分公司 技术检测中心，东营 257000; 2.中国石油大学(华东) 海洋与空间信息学院，青岛 266580； 3.中国石油大学(华东) 控制科学与工程学院，青岛 266580)

脉冲涡流技术是一种新兴的无损检测技术。不同于传统涡流检测技术，脉冲涡流检测信号采用的是具有一定占空比的方波激励信号，包含了丰富的频率成分[1-2],可用于缺陷深度检测[3-4]、缺陷分类[5]、厚度检测[6]、电磁性能检测[7]、机械性能估计[8]等多种工程应用场景。

由于铁磁性材料存在趋肤效应，检测信号难以完全穿透较厚的试件，且较厚的包覆层会使检测探头与管道存在一定距离，因此产生的大提离问题也为脉冲涡流检测带来了困难[9-11]。针对铁磁性材料测厚问题，脉冲涡流检测领域提出了不少有研究前景的信号特征量。PARK等[10]提出将功率谱密度作为特征量，对带有6 mm厚包覆层的1～5 mm厚钢板进行测量，得出了功率谱密度能够反映钢板厚度变化的结论，但并未研究该特征量反映厚度变化的内在机理。柯海等[12]提出将脉冲涡流信号晚期斜率作为特征量，对10～50 mm厚的钢板进行测量，能够在20 mm提离范围内不受提离变化的影响；徐志远[13]提出将差分信号的峰值时间作为检测壁厚特征量，对4～18 mm厚的钢管和3.5～13.5 mm厚的钢板进行了测量，但在大提离下，检测信号中的有效信息容易被噪声淹没。ANGANI等[14]提出将频域提离交叉点作为特征量，在提离值为0～2 mm时提取出0.8～4 mm厚度对应的频域提离交叉点用于厚度测量，但仅适用于检测厚度较薄的试件。……