专利名称：一种金属管棒材端部不可探测区控制方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及管棒材无损检测技术领域，特别是涉及一种金属管棒材端部不可探测区控制方法和装置。
背景技术：
对金属管棒材进行涡流检测时，一般要求金属管棒材与涡流检测探头之间作相对的运动。当被检金属管棒材的两个端部在经过涡流检测探头时会在管棒材上产生强烈的涡流畸变信号并会被涡流检测探头接收到，如果不对端部干扰信号进行有效且可靠地抑制或消除，端部干扰信号就会顺利通过涡流探伤仪中的检测通道。由于端部干扰信号一般远远大于标准缺陷信号，因此必然会引起误报警而导致误判，由此也必然会降低产品检测的合格率和现场检测工作的效率。目前，为了消除端部干扰信号，国内外涡流探伤设备中通常采用延时开启、提前关闭检测通道法来消除端部干扰信号对涡流探伤的影响。具体的做法是当管棒材的两个端部经过涡流检测探头附近时关闭检测通道，即对管棒材的两个端部附近一定长度的区域范围内不作检测，这个不作涡流检测的长度区域在探伤标准中称为端部不可探测区(俗称端部盲区)，这就是说当金属管棒材两端不可探测区内存在缺陷时必然会被漏检。因此，一般要求端部不可探测区的长度越小越好，在国内外现行的金属管棒材涡流探伤标准中对不可探测区的长度都有严格的规定，如国家标准GB/T7735-2004《钢管涡流探伤检验方法》中规定端部不可探测区长度应小于200mm、GB/T5248-2008《铜及铜合金无缝管涡流探伤方法》中规定端部不可探测区长度应小于100mm。在采用延时开启、提前关闭检测通道方法中，通常设置一个头部盲区计时控制器和一个尾部盲区计时控制器，另外在被检管棒材进入检测探头定位装置一侧安装一个金属传感器。其工作原理是，当管棒材的头部经过或尾部离开金属传感器时，金属传感器就向二个计时控制器实时发出头部到来和尾部离开的信号，当金属传感器与检测探头的距离固定不变且管棒材在传送辊道上的前进速度固定时，二个计时控制器就依据金属传感器发出头部信号和尾部信号的时刻，分别计算并控制检测通道的开启时间和关闭时间，从而消除管棒材端部干扰信号对涡流检测的影响。采用延时开启、提前关闭检测通道方法时，一般对管棒材前进速度的稳定性有比较严格的要求，因为这种方法是根据管棒材设定的前进速度、金属传感器与检测探头相对位置(通常约相距400mm)来对延时开启时间和提前关闭时间进行换算的。因此，当管棒材在输送过程中的前进速度发生变化时(速度一般变慢)，在相距400mm的长度范围内，事先设定好的检测通道延时开启时间和提前关闭时间就会出现差错，前进速度变化量过大时就会导致延时开启、提前关闭检测通道方法失效，端部干扰信号就会引起误报警。在现场涡流探伤过程中，被检管棒材的头部经过检测探头时往往会引起误报警， 而尾部经过检测探头时发生误报警的概率很低。头部发生误报警的原因是被检管棒材在进入检测探头前，其前进速度通常会发生变化，当管棒材头部进入检测探头前其速度发生变化的主要原因有1)当管棒材头部略有弯曲时容易与检测探头定位装置发生碰撞导致速度变慢；2)由于保护检测探头的导套内径尺寸一般只允许略大于管棒材外径尺寸，当管棒材端部存在椭圆度或与导套不同心时容易与导套内孔发生碰擦或卡死，这样会导致管棒材前进速度变慢；3)当管棒材头部存在弯曲状态时驱动管棒材的压轮不能可靠地驱动管棒材或造成管棒材前进的驱动力不足，导致前进速度变慢等。上述三个原因都会造成管棒材的头部进入探头定位装置时速度常常变慢且不均勻。当上述原因中的任何一种现象发生并最终导致前进速度变慢时，就不能保证管棒材的头部按照换算好的时间可靠地经过检测探头，这样就会导致管棒材的头部经过检测探头时检测通道早已开启，管棒材头部形成的涡流畸变信号就会通过检测通道而引起误报警，造成检测结果出错或检测效率降低。因此，为了避免头部干扰信号引起的误报警，通常只能把检测通道的开启时间滞后一些，但这样做又势必会造成头部不可探测区的长度的增长而导致该技术指标不能满足涡流探伤标准所规定的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种金属管棒材端部不可探测区控制方法和装置，保证头部不可探测区长度指标能满足金属管棒材相关涡流探伤标准的要求，减小端部不可探测区的长度，提高端部缺陷的检出率。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种金属管棒材端部不可探测区控制方法，包括以下步骤(1)检测探头检测到头部干扰信号，并将头部干扰信号作为头部延时开启控制器的计时启动的开启基准信号；(2)延时开启控制器收到开启基准信号后开始计时，当计时时间超过设定的延时开启时间后开启检测通道开关，进行检测；(3)金属传感器检测到尾部信号，将尾部信号作为尾部提前关闭控制器的计时启动的关闭基准信号，同时关闭延时开启控制器；(4)提前关闭控制器收到关闭基准信号后开始计时，当计时时间超过设定的提前关闭时间后关闭检测通道，使仪器处于暂停检测状态。所述步骤(1)和步骤( 之间还包括将所述开启基准信号进行放大、检波和整形的步骤。所述步骤O)中设定的延时开启时间根据设定的前进速度和头部不可探测区长度计算得到。所述步骤中设定的提前关闭时间根据设定的前进速度和尾部不可探测区长度计算得到。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是还提供一种金属管棒材端部不可探测区控制装置，包括金属传感器和依次相连的检测探头、信号前置处理单元、检测通道开关电路和检测通道单元，所述检测探头还与端部信号开关电路相连，所述端部信号开关电路通过头部延时开启控制器与所述检测通道开关电路相连；所述金属传感器通过尾部提取关闭控制器与所述检测通道开关电路相连；所述金属传感器还与所述端部信号开关电路相连；所述检测探头将检测到的头部干扰信号作为头部延时开启控制器的计时启动的开启基准信号；所述金属传感器将检测到的尾部信号作为尾部提前关闭控制器的计时启动的关闭基准信号，同时作为关闭所述端部信号开关电路的触发信号；所述检测通道开关电路在所述头部延时开启控制器的计时时间超过设定的延时开启时间后开启，在所述尾部提前关闭控制器的计时时间超过设定的提前关闭时间后关闭。所述端部信号开关电路和头部延时开启控制器之间设有端部信号处理单元；所述端部信号处理单元用于将所述开启基准信号进行放大、检波和整形。所述设定的延时开启时间根据设定的前进速度和头部不可探测区长度计算得到。所述设定的提前关闭时间根据设定的前进速度和尾部不可探测区长度计算得到。有益效果由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果本发明由于利用了涡流检测探头检测到的头部干扰信号作为检测通道延时开启计时控制器的启动信号，因此在时间次序和控制方法上确保并满足了管棒材的头部先顺利通过涡流检测探头、后延时开启检测通道的涡流检测要求，从而对金属管棒材头部不可探测区长度的控制可以不受前进速度变化的影响，能避免因管棒材前进速度变化引起的头部干扰信号误报警现象，提高了涡流检测的可靠性、稳定性和检测效率。头部延时计时控制器接收到启动信号(即头部信号)后，只需相隔极短时间(只有几十毫秒)就可以发出开启检测通道的指令，再加上头部通过检测探头后前进速度比较稳定，因此，管棒材端部(包括头部和尾部)不可探测区长度指标可以得到精确控制并远低于国内外的现行涡流探伤标准中规定的上限值，提高了端部缺陷的检出率。
图1是本发明的检测单元布置图；图2是本发明的控制技术示意图；图3是现有技术中控制技术示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本发明的第一实施方式涉及一种金属管棒材端部不可探测区控制方法，包括以下步骤(1)检测探头检测到头部干扰信号，并将头部干扰信号作为头部延时开启控制器的计时启动的开启基准信号；(2)延时开启控制器收到开启基准信号后开始计时，当计时时间超过设定的延时开启时间后开启检测通道开关，进行检测；(3)金属传感器检测到尾部信号，将尾部信号作为尾部提前关闭控制器的计时启动的关闭基准信号，同时关闭延时开启控制器；(4)提前关闭控制器收到关闭基准信号后开始计时，当计时时间超过设定的提前关闭时间后关闭检测通道，使仪器处于暂停检测状态。为了避免错误启动头部延时开启控制器，在步骤(1)和步骤( 之间还包括将所述开启基准信号进行放大、检波和整形的步骤，这样可以滤除噪声，避免误报情况的发生。其中，设定的延时开启时间可以根据设定的前进速度和头部不可探测区长度计算得到；设定的提前关闭时间可以根据设定的前进速度和尾部不可探测区长度计算得到。本发明的原理如下在金属管棒材的头部进入检测探头前，检测通道处于关闭状态，任何信号均无法通过检测通道。当头部进入检测探头时，检测探头检测到头部干扰信号，该头部信号经过放大和整形处理后被送到头部延时计时控制器并开始计时。头部延时开启的时间可以根据设定的前进速度和头部不可探测区长度来进行换算，当计时时间超过设定的延时开启时间后开启检测通道，仪器开始进入正常的检测状态；当管棒材的尾部离开金属传感器时，金属传感器立即向尾部提前关闭计时控制器发出信号并开始计时。同理， 尾部提前关闭的时间可以根据设定的前进速度和尾部不可探测区长度来进行换算，当计时时间超过设定的提前关闭时间后关闭检测通道，使仪器处于暂停检测状态。本发明的第二实施方式涉及一种金属管棒材端部不可探测区控制装置，如图1和图2所示，该装置包括金属传感器7、涡流检测探头5、二个计时控制器和通道开关电路等。 金属传感器7仍然安装在用于固定涡流检测探头5的探头定位装置8的入口处并与涡流检测探头5相距一定的距离，探头定位装置8上装有探头保护套4。其中涡流检测探头5、信号前置处理单元9、检测通道开关电路10和检测通道单元11依次相连，涡流检测探头5还与端部信号开关电路12相连，端部信号开关电路12通过头部延时开启控制器14与所述检测通道开关电路10相连。为了避免错误启动头部延时开启控制器14，在头部延时开启控制器14和端部信号开关电路12之间还设有端部信号处理单元13。所述金属传感器7通过尾部提取关闭控制器15与所述检测通道开关电路10相连，该金属传感器7还与端部信号开关电路12相连。所述涡流检测探头5将检测到的头部干扰信号作为头部延时开启控制器14的计时启动的开启基准信号。所述金属传感器7将检测到的尾部信号作为尾部提前关闭控制器15的计时启动的关闭基准信号，同时作为关闭所述端部信号开关电路12的触发信号。所述检测通道开关电路10在所述头部延时开启控制器14的计时时间超过设定的延时开启时间后开启，在所述尾部提前关闭控制器15的计时时间超过设定的提前关闭时间后关闭。其中，开启基准信号通过端部信号处理单元13将其进行放大、检波和整形，避免误报情况的发生。设定的延时开启时间可以根据设定的前进速度和头部不可探测区长度计算得到；设定的提前关闭时间可以根据设定的前进速度和尾部不可探测区长度计算得到。当被检管棒材1在驱动压轮2和传送辊轮6的作用下以速度V按图1所示方向前进，当金属管棒材的头部3到达检测探头5后，检测探头5会自动检测到该头部信号并将其信号送到端部信号处理单元13进行处理，然后再去启动头部延时开启控制器14，经过时间 Tl = L/V后使检测通道开关电路10自动闭合，涡流检测仪器开始进入正常的检测状态，此时头部已经通过检测探头，头部干扰信号就不可能引起误报警；当金属管棒材的尾部以速度V按图1所示方向到达金属传感器7时，立即关闭金属管棒材信号开关电路12并同时启动尾部提前关闭控制器15，经过时间T2= (S-L)/V后使检测通道开关电路10自动关闭 (此时尾部还没有达到检测探头)。由于此时金属管棒材信号开关电路12和检测通道开关电路10均已被自动切断，因此尾部信号无法通过检测通道开关电路10，从而能避免尾部干扰信号的误报警现象。此外，由金属传感器7控制的金属管棒材信号开关电路12起到了防止尾部信号误触发头部延时开启控制器14的作用，从而能保证金属管棒材自动检测时端部干扰信号的可靠消除。
本实施方式中只有当金属管棒材的头部到达检测探头并被检出以后才会去触发头部延时开启控制器14，因此，在最容易发生速度变慢的长度区域S以内，其前进速度发生变化时就不会对头部不可探测区长度的控制造成任何影响；另外，由于头部延时开启控制器14计时的时间Tl = L/V极短，如当设定速度为V = 60米/分钟、L = 100毫米时，Tl仅为100毫秒。假定在这100毫秒内因金属管棒材弯曲造成前进速度发生变化(一般变慢) 使速度下降时，头部不可探测区的实际长度就自然减小，而这与端部不可探测区的长度越小越好的实际要求相吻合。在现有技术的控制装置中，如图1和图3所示，涡流检测探头、信号前置处理单元、 检测通道开关电路和检测通道单元依次相连，端部不可探测区的长度的控制由金属传感器 7、头部延时开启控制器14、尾部提前关闭控制器15、检测通道开关电路10等组成。当被检管棒材以速度V按图1所示方向前进且其头部先被金属传感器7检测到后，立即启动头部延时开启控制器14，经过时间Tl= (S+L)/V后使检测通道开关电路10自动闭合，涡流检测仪器开始进入正常的检测状态。在金属管棒材前进速度稳定的情况下，检测通道开关电路 10自动闭合时头部已经通过检测探头，因此金属管棒材的头部干扰信号就不可能引起误报警。但是，当因金属管棒材在最容易发生速度变慢的长度区域S以内其前进速度发生变化时(一般变慢)，检测通道开关电路10自动闭合时金属管棒材的头部还未到达检测探头，因此金属管棒材的头部经过检测探头时端部干扰信号就必然引起误报警。本发明与现有技术进行实例比较假定探伤速度为60米/分钟、金属传感器与检测探头的距离S为400mm左右，端部不可探测区(盲区)的长度L为IOOmm时，头部不可探测区(盲区)的对比数据、误报警情况见下表一和表二表一本发明技术头部不可探测区(盲区)实际数据
权利要求
1.一种金属管棒材端部不可探测区控制方法，其特征在于，包括以下步骤(1)检测探头检测到头部干扰信号，并将头部干扰信号作为头部延时开启控制器的计时启动的开启基准信号；(2)延时开启控制器收到开启基准信号后开始计时，当计时时间超过设定的延时开启时间后开启检测通道开关，进行检测；(3)金属传感器检测到尾部信号，将尾部信号作为尾部提前关闭控制器的计时启动的关闭基准信号，同时关闭延时开启控制器；(4)提前关闭控制器收到关闭基准信号后开始计时，当计时时间超过设定的提前关闭时间后关闭检测通道，使仪器处于暂停检测状态。
2.根据权利要求1所述的金属管棒材端部不可探测区控制方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤( 之间还包括将所述开启基准信号进行放大、检波和整形的步骤。
3.根据权利要求1所述的金属管棒材端部不可探测区控制方法，其特征在于，所述步骤O)中设定的延时开启时间根据设定的前进速度和头部不可探测区长度计算得到。
4.根据权利要求1所述的金属管棒材端部不可探测区控制方法，其特征在于，所述步骤中设定的提前关闭时间根据设定的前进速度和尾部不可探测区长度计算得到。
5.一种金属管棒材端部不可探测区控制装置，包括金属传感器(7)和依次相连的检测探头(5)、信号前置处理单元(9)、检测通道开关电路(10)和检测通道单元(11)，其特征在于，所述检测探头(5)还与端部信号开关电路(12)相连，所述端部信号开关电路(12)通过头部延时开启控制器(14)与所述检测通道开关电路(10)相连；所述金属传感器(7)通过尾部提取关闭控制器(1 与所述检测通道开关电路(10)相连；所述金属传感器(7)还与所述端部信号开关电路(1 相连；所述检测探头( 将检测到的头部干扰信号作为头部延时开启控制器(14)的计时启动的开启基准信号；所述金属传感器(7)将检测到的尾部信号作为尾部提前关闭控制器(15)的计时启动的关闭基准信号，同时作为关闭所述端部信号开关电路(12)的触发信号；所述检测通道开关电路(10)在所述头部延时开启控制器(14) 的计时时间超过设定的延时开启时间后开启，在所述尾部提前关闭控制器(15)的计时时间超过设定的提前关闭时间后关闭。
6.根据权利要求5所述的金属管棒材端部不可探测区控制装置，其特征在于，所述端部信号开关电路(1 和头部延时开启控制器(14)之间设有端部信号处理单元(1 ；所述端部信号处理单元(1 用于将所述开启基准信号进行放大、检波和整形。
7.根据权利要求5所述的金属管棒材端部不可探测区控制装置，其特征在于，所述设定的延时开启时间根据设定的前进速度和头部不可探测区长度计算得到。
8.根据权利要求5所述的金属管棒材端部不可探测区控制装置，其特征在于，所述设定的提前关闭时间根据设定的前进速度和尾部不可探测区长度计算得到。
全文摘要
本发明涉及一种金属管棒材端部不可探测区控制方法和装置，该方法是当头部进入检测探头时，检测探头检测到头部干扰信号，该头部信号被送到头部延时计时控制器并开始计时。当计时时间超过设定的延时开启时间后开启检测通道，仪器开始进入正常的检测状态；当管棒材的尾部离开金属传感器时，金属传感器立即向尾部提前关闭计时控制器发出信号并开始计时。同理，当计时时间超过设定的提前关闭时间后关闭检测通道，使仪器处于暂停检测状态。本发明并由检测探头、金属传感器、检测通道开关电路、金属管棒材信号开关电路、头部延时开启控制器、尾部提前关闭控制器等组成的装置实现。本发明能够减小端部不可探测区的长度，提高端部缺陷的检出率。
文档编号G01N27/90GK102435670SQ20111039142
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者吴朝晖, 奚国平, 张文彬 申请人:上海易尔电磁技术有限公司