用于在金属材料的边缘处进行裂纹检测的方法和装置与流程

技术特征：
1.一种确定金属材料(m)的边缘(e)处的裂纹(c)的方法，所述边缘(e)具有带半径(r)的曲率，所述方法包括：－将具有第一幅度(i1)的电流馈送(s10)到发射器线圈(3)，以用于在所述金属材料(m)中产生磁场，－控制(s20)所述电流，使得当所述磁场被估计已经穿透得比期望在所述金属材料(m)中测量的最深裂纹深度更深时，所述电流获得第二幅度(i2)，－通过接收器线圈(5)来检测(s30)所述磁场，所检测到的所述磁场由此在所述接收器线圈(5)中产生信号(s(t))，－确定(s40)所述信号在第一时间(t1)处的第一信号值(st1)，在所述第一时间处已经估计由于对所述电流进行控制以获得所述第二幅度而引起的任何干扰已经停止，并且－确定(s50)所述信号在所述第一时间(t1)之后的第二时间(t2)处的第二信号值(st2)，以及－确定(s60)所述信号在所述第二时间(t2)之后的第三时间(t3)处的第三信号值(st3)，以及－基于所述第一信号值(st1)、所述第二信号值(st2)和所述第三信号值(st3)，通过确定信号值的以下组合中的至少两个之间的特征关系，来确定(s70)裂纹的可能存在及其裂纹深度：所述第一信号值(st1)和所述第二信号值(st2)；所述第二信号值(st2)和所述第三信号值(st3)；以及所述第一信号值(st1)和所述第三信号值(st3)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括步骤(s5)：将所述发射器线圈(3)至少部分地设置在所述金属材料(m)的所述边缘(e)的外侧。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第三时间(t3)是已经估计所述边缘的所述曲率的半径变化的任何影响已经停止的时间。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中确定(s70)裂纹的可能存在及其裂纹深度的步骤包括：将所述特征关系与对应的参考信号进行比较。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：－基于所述边缘相对于参考位置的位置，来建立(s62)边缘位置参数；－基于所述边缘的所述曲率的所述半径，来建立(s63)半径参数，其中所述特征关系独立于所述边缘位置参数和所述半径参数。6.根据权利要求4和5所述的方法，还包括步骤：－建立用于具有裂纹的金属材料的第一参考信号(sa(t))，并且所述第一参考信号具有所述半径参数的第一半径参考值和所述边缘位置参数的第一边缘参考值；－建立(s64)用于不具有裂纹的金属材料的第二参考信号(sb(t))，并且所述第二参考信号具有所述半径参数的所述第一半径参考值和所述边缘位置参数的所述第一边缘参考值；－建立(s65)用于不具有裂纹的金属材料的第三参考信号(sc(t))，并且所述第三参考信号具有所述第一半径参考值以及所述边缘位置参数相对于所述第一边缘参考值的预定变化；－建立(s66)用于不具有裂纹的金属材料的第四参考信号(sd(t))，并且所述第四参考信号具有所述第一边缘参考值和所述半径参数相对于所述第一半径参考值的预定变化。
7.根据权利要求6的方法，其中确定(s70)裂纹的可能存在及其裂纹深度的步骤包括：使用所述特征关系与所述第一参考信号(sa(t))、所述第二参考信号(sb(t))、所述第三参考信号(sc(t))和/或所述第四参考信号(sd(t))的对应信号值。8.根据权利要求6-7中任一项所述的方法，其中所述边缘位置参数表示或对应于所述边缘相对于参考位置的位置，并且所述半径参数表示或对应于所述边缘的所述曲率的所述半径。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一时间、第二时间和第三时间是分开的时间点。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述接收器线圈(5)是第一接收器线圈(5)，并且所述方法还包括以下步骤：－通过第二接收器线圈(6)来检测(s35)所述磁场，所检测到的所述磁场由此在所述第二接收器线圈(6)中产生信号(sr(t))，并且－分别相对于所述第一接收器线圈和所述第二接收器线圈(5、6)确定(s37)所述边缘(e)的位置和距所述金属材料(m)的表面(19)的距离。11.一种用于确定金属材料(m)的边缘(e)处的裂纹(c)的装置(1、1’)，所述边缘具有带半径(r)的曲率，所述装置包括：－发射器线圈(3)，被布置成在所述金属材料中产生磁场，－接收器线圈(5)，被布置成检测所述磁场，－信号发生器(7)，被布置成将具有第一幅度(i1)的电流馈送到所述发射器线圈，以用于在所述金属材料中产生所述磁场，－控制单元(9)，被布置成控制所述信号发生器，使得当所述磁场被估计为已经穿透得比期望在所述金属材料中测量的最深裂纹深度更深时，所述电流获得第二幅度(i2)，以及－计算装置(12)，被布置成接收由所述接收器线圈(5)检测到的所述磁场所产生的信号(s(t))，并且确定所述信号在第一时间(t1)处的第一信号值(st1)，在所述第一时间处已经估计由于对所述电流进行控制以获得所述第二幅度而引起的任何干扰已经停止，所述计算装置还被布置成确定所述信号在所述第一时间之后的第二时间(t2)处的第二信号值(st2)，并且确定所述信号在所述第二时间之后的第三时间(t3)处的第三信号值(st3)，其中所述计算装置还被布置成：基于所述第一信号值(st1)、所述第二信号值(st2)和所述第三信号值(st3)，通过确定信号值的以下组合中的至少两个之间的特征关系，来确定裂纹(c)的可能存在及其裂纹深度(cd)：所述第一信号值(st1)和所述第二信号值(st2)；所述第二信号值(st2)和所述第三信号值(st3)；以及所述第一信号值(st1)和所述第三信号值(st3)。12.根据权利要求11所述的装置，其中发射器线圈在操作中被配置为至少部分地布置在所述金属材料的所述边缘的外侧。13.根据权利要求12所述的装置，其中所述发射器线圈在操作中被配置为至少部分地布置在所述金属材料的所述边缘的内侧。14.根据权利要求11-13中任一项所述的装置，其中所述计算装置被布置成确定所述第三时间(t3)处的所述第三信号值(st3)，所述第三时间(t3)是已经估计所述边缘的所述曲
率的半径变化的任何影响已经停止的时间。15.根据权利要求11-14中任一项所述的装置，其中所述计算装置被布置为分别在所述第一时间(t1)、所述第二时间(t2)和所述第三时间(t3)处确定所述第一信号值(st1)、所述第二信号值(st2)和所述第三信号值(st3)，其中所述第一时间(t1)、所述第二时间(t2)和所述第三时间(t3)是分开的时间点。16.根据权利要求11-15中任一项所述的装置，其中所述接收器线圈(5)是第一接收器线圈(5)，并且所述装置还包括第二接收器线圈(6)，并且其中所述计算装置还被配置为接收由所述第二接收器线圈(6)检测到的所述磁场产生的信号(sr(t))，并且被配置为相对于所述第一接收器线圈(5)或所述第二接收器线圈(6)确定所述边缘的位置以及距所述金属材料的表面(19)的距离。

技术总结
本发明涉及一种确定金属材料(M)的边缘(E)处的裂纹(C)的方法，所述边缘具有半径(R)的曲率。该方法包括：将电流馈送(S10)到发射器线圈(3)和控制(S20)电流以用于在金属材料(M)中产生磁场，通过接收器线圈(5)来检测(S30)该磁场，该检测到的磁场由此在该接收器线圈中产生信号(S(t))，分别确定(S40)信号在第一时间(t1)、第二时间(t2)和第三时间(t3)的第一信号值(St1)、第二信号值(St2)和第三信号值(St3)，通过确定信号值之间的特征关系，基于第一信号值(St1)、第二信号值(St2)和第三信号值(St3)来确定(S70)裂纹的可能存在及其裂纹深度。来确定(S70)裂纹的可能存在及其裂纹深度。来确定(S70)裂纹的可能存在及其裂纹深度。


技术研发人员：斯滕
受保护的技术使用者：ABB瑞士股份有限公司
技术研发日：2021.06.14
技术公布日：2023/2/13