用于核工程设备焊缝缺陷判定的电磁检测方法和系统

1.本技术涉及核工程技术领域，尤其涉及用于核工程设备焊缝缺陷判定的电磁检测方法和系统。


背景技术：

2.随着社会的不断发展，电力能源的需求越来越高。从现阶段核工程的具体应用来看，核能作为一种清洁能源，在实际应用过程中表现出了较理想的效果。核燃料设备的可靠、稳定、安全运行成为了影响核工程能否在实际应用中高效运作的重要影响因素。新/乏燃料运输容器作为重要的核燃料组件运输专用设备，在核工业循环体系中占据着重要的作用。按照运输容器监管条例，新/乏燃料运输容器的吊耳和栓系耳须定期(如每两年)进行载荷检测。此外，吊耳和栓系耳在焊接过程中，气孔、夹渣、咬边、未熔合等焊缝缺陷是难于完全避免的，且不同程度的焊缝缺陷对焊缝质量影响的程度也不一样。所以，为满足不同承压部件对焊缝质量的不同要求，在载荷试验前后需要通过无损检测的方法来评估吊耳和栓系耳的焊缝缺陷程度，从而对焊缝的质量加以评定。
3.目前通用的无损检测手段是进行液体渗透检测和磁粉检测。其中，磁粉检测是以磁粉做显示介质对缺陷进行观察的方法。专利cn102645485公开了一种锅炉联箱小尺寸管座角焊缝磁粉检测方法，借助于一个开式线圈来完成，包括：先在管座与锅炉联箱之间的角焊缝周围施加磁粉，然后检测角焊缝的纵向缺陷，再检测焊缝的横向缺陷，通过线圈磁化法和通电磁化法形成双向垂直磁化，实现了对角焊缝的缺陷的检测。液体渗透检测则是指利用渗透性强的液体渗入构件表面缺陷内，再设法使其显示出缺陷。专利cn110530767公开了一种控制棒驱动机构远程自动渗透检验装置及方法，该装置设有渗透剂施敷模块以及监视摄像头及照明模块，通过渗透剂施敷模块可对控制棒驱动机构的下部ω焊缝进行渗透剂施敷操作，以实现远程液体渗透的无损检测功能。但是上述方法均需要打磨去除表面油漆，这可能会带来母材的减薄或损伤，同时检测后也不易对产品进行清洗和去磁，耗时费力，使得检测效率低且检测效果差。


技术实现要素：

4.本技术的目的旨在解决上述的技术问题。
5.为达到上述目的，本技术第一方面提出了用于核工程设备焊缝缺陷判定的电磁检测方法，包括：
6.步骤s1：检测标准试块的无缺陷区域得到基准bx信号，使用基准bx信号进行信号基值归零；
7.步骤s2：检测标准试块的指定缺陷区域，并根据指定缺陷区域中的bx信号确定阈值线；
8.步骤s3：对待测焊缝进行检测，得到第一bx信号，若第一bx信号未超过阈值线，则将待测焊缝判定为合格，结束检测；若第一bx信号超过阈值线，则在待测焊缝上标记超过阈
值线的第一bx信号的位置，作为疑似缺陷位置，进行步骤s4；
9.步骤s4：以所属疑似缺陷位置为中点、前后15-25mm的宽度重新检测待测焊缝，得到第二bx信号，若得到的第二bx信号为伪信号，则将待测焊缝判定为合格、结束检测。
10.进一步地，在步骤s4中，还得到第二bz信号和第二蝶形图，若在步骤s4中得到的第二bx信号不为伪信号，则进行步骤s5，
11.步骤s5：若第二bx信号、第二bz信号、第二蝶形图均完整，则将待测焊缝判定为不合格、结束检测；否则，进行步骤s6；
12.步骤s6：若第二bz信号或第二蝶形图不完整，且第二bx信号没有超过阈值线，且将待测焊缝判定为合格、结束检测；否则，进行步骤s7；
13.步骤s7：若第二bx信号为非相关信号，则记录非相关信号的类型、结束检测；否则，进行步骤s8；
14.步骤s8：若第二bx信号不为非相关信号，则将待测焊缝判定为不合格、结束检测。
15.进一步地，标准试块包括与核工程设备采用了相同的材料和焊接方法制得。
16.进一步地，在步骤s1中，在无缺陷区域，采集8-12个基准bx信号并取均值，以进行信号基值归零。
17.进一步地，在步骤s2中，框定bx信号的界面，并在界面设置对称于零值的两条阈值线，使得两条阈值线对应的阈值为a，缺陷区域的bx信号的最大值或最小值中绝对值较大者为b，a和b符合如下关系：
18.80％≤a/b≤100％；
19.阈值线之间的距离占界面高度的比例为30-40％。
20.进一步地，步骤s3包括步骤s3-1和步骤s3-2，
21.步骤s3-1：核工程设备包括两个或两个以上的待测焊缝，对全部待测焊缝分别进行检测，获得预检bx信号，若一个或一个以上的待测焊缝的预检bx信号未超过阈值线，则对应的待测焊缝判定为合格；若一个或以上的待测焊缝的预检bx信号超过阈值线，则进行步骤s3-2；
22.步骤s3-2：对预检bx信号超过阈值线的一个或以上的待测焊缝重新进行检测，得到第一bx信号，在待测焊缝上标记超过阈值线的第一bx信号的位置，作为疑似缺陷位置，进行步骤s4。
23.进一步地，核工程设备焊缝为核工程容器的吊耳的焊缝。
24.应用本技术的上述技术方案，至少实现了如下技术效果：
25.1.该电磁检测方法通过设置阈值线，能够便于观察bx信号偏离零幅值一侧最大畸变量的高度是否达到阈值线所处的高度，从而能够更加便捷、快速、准确、高效地获取检测结果。
26.2.该电磁检测方法通过信号基值归零，能够全面、便捷、准确地获取到基磁场产生的磁场信号，从而实现信号基值归零，为后续的缺陷判定提供精准的数据支持。
27.3.该电磁检测方法在分段检测出现疑似信号的基础上，又增加了对再次出现疑似信号的缺陷位置进行标定并进行复核检测的步骤，能够避免将因检测操作失误等问题而造成超过阈值线的情况判断为焊缝不合格，同时能够实现伪信号和缺陷信号的区分，从而有效降低了漏检、误检的概率，使得检测结果更加可靠。
28.4.该电磁检测方法在特征信号复核的基础上，又增加了特征信号中个别信号不完整时的判定流程，有效降低了漏检、误检的概率，使得检测结果更加可靠，并且能够对伪信号、非相关信号和缺陷信号进行区分，进而实现了对核工程用设备焊缝表面气孔、夹渣和裂纹等缺陷的精确检测。
29.6.该电磁检测方法相对于磁粉检测，无需再对被检试件进行磁化以及施加磁粉等工艺，能够使得检测操作更加简便。
30.7.该电磁检测方法相对于常规的渗透检测技术，能够检测碳钢焊缝的内部缺陷，从而使得检测准确率更高。
31.8.该电磁检测方法相对于射线检测技术，无辐射同时不需要专用时间窗口，从而使得检测效率更高。
32.为达到上述目的，本技术第二方面提出了用于核工程设备焊缝缺陷判定的电磁检测系统，包括上位机和电磁检测探头，电磁检测探头用于对待测焊缝进行检测，上位机用于电磁检测探头的控制和数据显示，
33.电磁检测探头包括探头壳、磁场传感器、探头盖和接头，探头壳包括支撑腿和通槽，支撑腿底部具有圆弧结构，圆弧结构与核工程容器的弧度相适配，磁场传感器位于通槽，探头盖可拆卸地连接于探头壳的顶部，接头可拆卸地连接于探头盖的顶部。
34.进一步地，探头壳顶部垂直于电磁检测探头行走方向的两侧开设有连接凹槽，探头盖底部具有连接凸起，连接凹槽与连接凸起相配合实现探头盖和探头壳的可拆卸的连接。
35.进一步地，电磁检测探头还包括磁芯、激励线圈，探头壳内部具有长凹槽和四个四角凹槽，四角凹槽于长凹槽和通槽均相邻设置，磁芯设置于长凹槽中，激励线圈缠绕于磁芯上、并位于四角凹槽中。
36.进一步地，电磁检测探头还包括信号处理电路，信号处理电路设置于探头壳中。
37.进一步地，电磁检测探头还包括螺母和垫圈，接头通过螺母和垫圈可拆卸地连接于探头盖。
38.应用本技术的上述技术方案，至少实现了如下技术效果：
39.1.该电磁检测系统相对于磁粉检测，无需再对被检试件进行磁化以及施加磁粉等工艺，能够使得检测操作更加简便。
40.2.该电磁检测系统相对于常规的渗透检测技术，能够检测碳钢焊缝的内部缺陷，从而使得检测准确率更高。
41.3.该电磁检测系统相对于射线检测技术，无辐射同时不需要专用时间窗口，从而使得检测效率更高。
42.4.该电磁检测系统通过设置电磁检测探头的圆弧结构与待测核工程容器的弧度相适配，能够进一步在检测时将电磁探头贴合待测焊缝，从而实现待测焊缝的精准检测。
43.5.该电磁检测系统通过设置电磁检测探头通过配合设置长凹槽结构和四角凹槽结构，能够将电磁检测探头与核工程设备稳固贴合，从而实现待测焊缝磁场信号的精准获取。
44.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
45.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
46.图1出示了一个实施例的用于核工程设备焊缝缺陷判定的电磁检测方法的流程图；
47.图2(a)出示了一个具体实施例的标准试块的俯视图；
48.图2(b)出示了一个具体实施例的标准试块的主视图；
49.图2(c)出示了一个具体实施例的标准试块的侧视图；
50.图3出示了一个实施例的bx信号基值归零后的特征信号图；
51.图4出示了一个实施例的待测焊缝第一bx信号判定的流程图；
52.图5出示了一个实施例的bx信号界面检出缺陷的特征信号图；
53.图6出示了一个实施例的因提离所产生的特征信号图；
54.图7出示了一个实施例的因抖动所产生的特征信号图；
55.图8出示了一个实施例的因边缘效应所产生的特征信号图；
56.图9出示了一个实施例的因机箱未上电所产生的特征信号图；
57.图10出示了一个实施例的因机箱突然断电所产生的特征信号图；
58.图11出示了另一个实施例的用于核工程设备焊缝缺陷判定的电磁检测方法的流程图；
59.图12出示了一个实施例的在缺陷位置复核检测后的特征信号图；
60.图13出示了一个实施例中bz信号缺失的特征信号图；
61.图14出示了一个实施例中蝶形图缺失的特征信号图；
62.图15出示了一个实施例的因焊缝表面起伏所产生的特征信号图；
63.图16出示了一个实施例的因咬边所产生的特征信号图；
64.图17出示了一个实施例的因焊瘤所产生的特征信号图；
65.图18出示了一个具体实施例的用于核工程设备焊缝缺陷判定的电磁检测方法的流程图；
66.图19出示了一个实施例的电磁场检测探头的爆炸图；
67.图20出示了一个实施例的电磁检测探头壳底部的结构图；
68.图21出示了一个实施例的电磁检测探头壳顶部的结构图；
69.图22出示了一个实施例的电磁检测探头盖的结构图；
70.图23出示了一个实施例的电磁检测探头壳内部的结构图。
71.附图说明：10、探头壳；101、支撑腿；102、通槽；103、四角凹槽；104、长凹槽；105、连接凹槽；20、磁场传感器；30、磁芯；40、激励线圈；50、信号处理电路；60、探头盖；601、连接凸起；602、接头孔；70、螺母；80、垫圈；90、接头。
具体实施方式
72.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
73.以下结合具体实施例对本技术作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本
申请所要求保护的范围。
74.下面参考附图描述本技术实施例的用于核工程设备焊缝缺陷判定的电磁检测方法的流程图方法和系统。
75.图1是本技术一个实施例的用于核工程设备焊缝缺陷判定的电磁检测方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
76.步骤s1，检测标准试块的无缺陷区域得到基准bx信号，使用基准bx信号进行信号基值归零。
77.其中，标准试块是指与被检设备具有同材质类型、同规格、同焊接方法和自动化水平等规范要求的试块，如图2(a)-图2(c)所示为一个具体实施例中的标准试块。
78.具体地，在标准试块的无缺陷区域，采集8-12个基准bx信号并取均值，以进行信号基值归零。
79.在一个实施例中，交流电磁场的特征信号包括bx信号、bz信号以及蝶形图。一般地，定义平行于扫查方向为x方向，垂直于扫查方向且平行于待测设备表面的方向为y方向，垂直于待测设备表面的方向为z方向。进一步地，bx信号定义为x方向的磁场分量，与待测设备表面y方向电流密度成正比；bz信号定义为z方向的磁场分量，与x-y平面的电流偏转曲率成正；蝶形图定义为bx信号和bz信号的x-y平面图，其中x轴为bz信号，y轴为bx信号。
80.其中，bz信号只对裂纹和较大的圆孔具有较高的灵敏度，而bx信号对圆孔和裂纹都具有较高的检测灵敏度，所以选择bx信号能够为后续的电磁信号处理和缺陷判定提供更加全面且准确的数据支持。
81.此外，对于交流电磁场检测技术，bx信号采集到的磁场信号由基磁场和因缺陷引起的扰动磁场共同组成。如图3所示，通过在标准试块焊缝无缺陷区域采集前10个磁场信号，并将后面所采集到的数据分别减去前十个数据的平均值，能够消除基磁场产生的bx信号，实现bx信号的归零，以获取到扰动磁场产生的bx信号，同时取平均值能够进一步减小误差。
82.通过上述过程，能够全面、便捷、准确地获取到基磁场产生的磁场信号，从而实现信号基值归零，为后续的缺陷判定提供精准的数据支持。
83.步骤s2，检测标准试块的指定缺陷区域，并根据指定缺陷区域中的bx信号确定阈值线。
84.具体地，框定bx信号的界面，并在界面设置对称于零值的两条阈值线，使得两条阈值线对应的阈值为a，缺陷区域的bx信号的最大值或最小值中绝对值较大者为b，a和b则符合如下关系：80％≤a/b≤100％。同时，阈值线之间的距离占界面高度的比例为30-40％。
85.在一个实施例中，可通过设置a/b＝100％来设定阈值线范围，从而能够对应匹配标准试块缺陷区域的bx信号的最大值或最小值中绝对值较大者。
86.在一个具体实施例中，首先，获取标准试块中指定缺陷的bx信号畸变量。其中，指定缺陷是指缺陷类型以及缺陷大小，基于过往数据和人员经验预先设定。然后，将bx信号界面框定在一定范围内，使得该bx信号偏离零幅值一侧最大畸变量的高度不小于bx信号界面高度的15％，并在零幅值上下对称设置两条阈值线，且这两条阈值线所夹区域的高度占bx信号界面高度的30％。
87.上述过程，在步骤s1将基磁场产生的bx信号进行基值归零后，通过框定界面并设
置阈值线能够以可视化的方式更加直观地显示缺陷引起的bx信号的畸变，从而使得工作人员能够更加清楚、快速、便捷、准确的识别缺陷，此外，将阈值线之间的距离占界面高度的比例设定为不小于30％能够有效保证缺陷不漏检。
88.步骤s3，对待测焊缝进行检测，得到第一bx信号，若第一bx信号未超过阈值线，则将待测焊缝判定为合格，结束检测；若第一bx信号超过阈值线，则在待测焊缝上标记超过阈值线的第一bx信号的位置，作为疑似缺陷位置，进行步骤s4。
89.在一个实施例中，如图4所示，步骤s3具体包括以下步骤：
90.步骤s3-1，若核工程设备包括两个或两个以上的待测焊缝，则对全部待测焊缝分别进行检测，依次获得预检bx信号。若一个或一个以上的待测焊缝的预检bx信号未超过阈值线，则对应的待测焊缝判定为合格。若一个或以上的待测焊缝的预检bx信号超过阈值线，则进行步骤s3-2。
91.步骤s3-2，对预检bx信号超过阈值线的一个或以上的待测焊缝重新进行检测，得到第一bx信号，在待测焊缝上标记超过阈值线的第一bx信号的位置，作为疑似缺陷位置，进行步骤s4。
92.在一个实施例中，在标准试块标定完成后，依照核工程设备的断续焊缝依次完成每个分段的检测，保存每个分段的检测数据和结果。若整个分段检测的bx信号畸变量未有超过阈值线的情况，则判定焊缝合格。当遇到bx信号畸变量超过阈值线时，出现如图5所示的特征信号图，继续匀速扫查，直至完成分段的检测。然后，进行下一步的判定，包括：保持交流电磁场检测参数不变，依照同样的速度、同样的扫查方向，对出现疑似信号(即第一bx信号)的分段精准扫查。当再次出现疑似缺陷信号(即第二bx信号)时，停止探头的扫查，并标记疑似缺陷位置。
93.由于在信号出现异常时通过人工判断的方式确定缺陷位置会产生一定的误差，所以，上述过程通过对待测焊缝进行检测，并对出现疑似信号再次进行精细扫查以对再次出现疑似信号的缺陷位置进行标定以进行后续复核检测，而非直接判定待测焊缝不合格，能够避免将因检测操作失误等问题而造成超过阈值线的情况判断为焊缝不合格，同时在前后增加一定的距离能够避免出现漏检，有效降低了漏检、误检的概率，使得检测结果更加可靠，并能够有助于针对缺陷位置进一步判断缺陷情况和类别，为焊接操作问题的解决和焊接技术的提升提供数据分析支持。
94.步骤s4，以所属疑似缺陷位置为中点、前后15-25mm的宽度重新检测待测焊缝，得到第二bx信号，若得到的第二bx信号为伪信号，则将待测焊缝判定为合格、结束检测。
95.在一个实施例中，以疑似缺陷为中线，前后各增加20mm扫查该焊缝区域，以复核缺陷的位置。若复核时信号为伪信号，则判定该焊缝区域合格。
96.其中，如图6-图10所示，伪信号包括因提离、抖动、边缘效应等非待测焊缝质量问题所导致的bx信号畸变量超过阈值线的特征信号，以及机箱未上电、机箱突然断电所导致的异常的特征信号。
97.上述过程，通过对缺陷位置进行复核检测，能够实现伪信号和缺陷信号的区分，有效降低了漏检、误检的概率，使得检测结果更加可靠。
98.在另一个实施例中，如图11所示，若在步骤s4中得到的第二bx信号不为伪信号，还包括以下步骤：
99.步骤s5：若第二bx信号、第二bz信号、第二蝶形图均完整，则将待测焊缝判定为不合格、结束检测；否则，进行步骤s6。
100.在一个实施例中，若经步骤s4前后各增加20mm扫查该焊缝区域后，得到如图12所示的特征信号图，图中第二bx信号、第二bz信号、第二蝶形图均完整，则将待测焊缝判定为不合格、结束检测。
101.步骤s6：若第二bz信号或第二蝶形图不完整，且第二bx信号没有超过阈值线，且将待测焊缝判定为合格、结束检测；否则，进行步骤s7。
102.在一个具体实施例中，如图13所示为bz信号缺失的特征信号图，如图14所示为蝶形图缺失的特征信号图。
103.步骤s7：若第二bx信号为非相关信号，则记录非相关信号的类型、结束检测；否则，进行步骤s8；
104.在一个实施例中，如图15-图17所示，非相关信号是指因所检焊缝表面起伏、咬边、焊瘤等问题所导致的bx信号畸变量超过阈值线的特征信号。
105.步骤s8：若第二bx信号不为非相关信号，则将待测焊缝判定为不合格、结束检测。
106.上述过程，在特征信号复核的基础上，又增加了特征信号中个别信号不完整时的判定流程，有效降低了漏检、误检的概率，使得检测结果更加可靠，并且实现了伪信号、非相关信号和缺陷信号的区分，为焊接操作问题的解决和焊接技术的提升提供了数据分析支持。
107.值得说明的是，核工程设备焊缝可为核工程容器的吊耳的焊缝。
108.应用本技术的上述技术方案，至少实现了如下技术效果：
109.1.该电磁检测方法通过设置阈值线，能够便于观察bx信号偏离零幅值一侧最大畸变量的高度是否达到阈值线所处的高度，从而能够更加便捷、快速、准确、高效地获取检测结果。
110.2.该电磁检测方法通过信号基值归零，能够全面、便捷、准确地获取到基磁场产生的磁场信号，从而实现信号基值归零，为后续的缺陷判定提供精准的数据支持。
111.3.该电磁检测方法在分段检测出现疑似信号的基础上，又增加了对再次出现疑似信号的缺陷位置进行标定并进行复核检测的步骤，能够避免将因检测操作失误等问题而造成超过阈值线的情况判断为焊缝不合格，同时能够实现伪信号和缺陷信号的区分，从而有效降低了漏检、误检的概率，使得检测结果更加可靠。
112.4.该电磁检测方法在特征信号复核的基础上，又增加了特征信号中个别信号不完整时的判定流程，有效降低了漏检、误检的概率，使得检测结果更加可靠，并且能够对伪信号、非相关信号和缺陷信号进行区分，进而实现了对核工程用设备焊缝表面气孔、夹渣和裂纹等缺陷的精确检测。
113.6.该电磁检测方法相对于磁粉检测，无需再对被检试件进行磁化以及施加磁粉等工艺，能够使得检测操作更加简便。
114.7.该电磁检测方法相对于常规的渗透检测技术，能够检测碳钢焊缝的内部缺陷，从而使得检测准确率更高。
115.8.该电磁检测方法相对于射线检测技术，无辐射同时不需要专用时间窗口，从而使得检测效率更高。
116.在一个具体实施例中，如图2(a)-图2(c)所示，以焊缝中含有直径2mm和1mm圆孔缺陷的标准试块为例，并设置最小缺陷报警尺寸为直径1mm的圆孔缺陷。
117.如图18所示，具体包括以下步骤：
118.步骤s101，标定标准试块。
119.具体地，首先进行标准试块的标定，将交流电磁场检测探头放置在标准试块焊缝无缺陷区域，采集前十个数，并将后面所采集到的数据分别减去前十个数据的平均值，以此来实现bx信号基值归零，特征信号如图3所示。
120.步骤s102，设置阈值线。
121.具体地，将交流电磁场检测探头沿着标准试块焊缝匀速扫查，获取标准试块中直径1mm圆孔缺陷bx信号的畸变量。通过将bx信号界面框定在-50—+50范围内，使得该bx信号在偏离零幅值一侧最大畸变量的高度，不小于bx信号界面高度的15％，并在零幅值上下对称设置两条阈值线，且这两条阈值线所夹区域的高度占bx信号界面高度的30％。
122.步骤s103，分段检测。
123.具体地，对标准试块的标定完成后，依照吊耳断续焊缝依次完成每个分段的检测。若整个分段检测的bx信号畸变量未有超过阈值线的情况，则判定焊缝合格。当遇到bx信号畸变量超过阈值线时，应继续匀速扫查，直至完成分段的检测，如图5所示，然后进行下一步的判定。
124.步骤s104，精准扫查。
125.具体地，保持交流电磁场检测参数不变，依照同样的速度、同样的扫查方向，对出现疑似信号的分段精准扫查。当再次出现疑似缺陷信号时，停止探头的扫查，标记疑似缺陷位置。
126.步骤s105，复核检测。
127.具体地，以疑似缺陷为中线，前后各增加20mm扫查该条焊缝区域，以复核缺陷的位置。若复核时信号为伪信号，如图6-图10所示，则判定该焊缝区域合格。若复核过程出现完整的bx信号、bz信号和蝶形图，且位置一致，如图12所示，则判定该焊缝区域不合格。
128.步骤s106，判定非相关信号。
129.具体地，若复核检测信号出现bz信号或蝶形图缺失的情况，如图13和图14所示，应首先观察bx信号畸变量是否超过阈值线。若不超过，则判定该焊缝区域合格。若超过，则查验是否为非相关信号。若不为非相关信号，则判定该焊缝区域不合格。若为非相关信号，如图15-图17所示，则记录非相关信号的类型。
130.通过上述具体实施例，能够更加便捷、快速、准确、高效地获取检测结果，并且能够对伪信号、非相关信号和缺陷信号进行区分，进而实现了对核工程用设备焊缝表面气孔、夹渣和裂纹等缺陷的精确检测，从而为焊接操作问题的解决和焊接技术的提升提供数据分析支持，进而保证了核工程设备的安全平稳运行。
131.为了实现上述实施例，本技术还提出用于核工程设备焊缝缺陷判定的电磁检测系统，包括上位机和电磁检测探头。其中，电磁检测探头用于对待测焊缝进行检测，上位机用于电磁检测探头的控制和数据显示。
132.在本实施例中，如图19和图20所示，电磁检测探头包括探头壳10、磁场传感器20、探头盖60和接头90。其中，探头壳10包括支撑腿101和通槽102，支撑腿101底部具有圆弧结
构，该圆弧结构与核工程容器的弧度相适配，由此能够进一步在检测时将电磁探头贴合待测焊缝，从而实现待测焊缝的精准检测。此外，磁场传感器20位于通槽102中，用于快速采集待测焊缝处的磁场信号并将该磁场信号并传输。另外，探头盖60可拆卸地连接于探头壳10的顶部，接头90可拆卸地连接于探头盖60的顶部，由此能够实现个部件的灵活安装和拆卸。
133.进一步地，在本实施例中，如图21和图22所示，探头壳10顶部垂直于电磁检测探头行走方向的两侧开设有连接凹槽105，探头盖60底部具有连接凸起601，连接凹槽105与连接凸起601相配合以实现探头盖60和探头壳10的可拆卸的连接。
134.进一步，在本实施例中，如图23所示，电磁检测探头还包括磁芯30、激励线圈40。此外，探头壳10内部具有长凹槽104和四个四角凹槽103，四角凹槽103于长凹槽104和通槽102均相邻设置。另外磁芯30设置于长凹槽104中，激励线圈40缠绕于磁芯30上、并位于四角凹槽103中。由此，能够将电磁检测探头与核工程设备稳固贴合，从而实现待测焊缝磁场信号的精准获取。
135.进一步地，如图19所示，电磁检测探头还包括信号处理电路50，信号处理电路50设置于探头壳10中。
136.进一步地，如图19所示，电磁检测探头还包括螺母70和垫圈80，接头90通过螺母70和垫圈80可拆卸地连接于探头盖60。其中，如图22所示，探头盖60中间还设有接头孔602，且接头孔602固定在所述探头盖60上，由此接头90可通过螺母70、垫圈80、接头孔602与探头盖60相连接。
137.应用本技术的上述技术方案，至少实现了如下技术效果：
138.1.该电磁检测系统相对于磁粉检测，无需再对被检试件进行磁化以及施加磁粉等工艺，能够使得检测操作更加简便。
139.2.该电磁检测系统相对于常规的渗透检测技术，能够检测碳钢焊缝的内部缺陷，从而使得检测准确率更高。
140.3.该电磁检测系统相对于射线检测技术，无辐射同时不需要专用时间窗口，从而使得检测效率更高。
141.4.该电磁检测系统通过设置电磁检测探头的圆弧结构与待测核工程容器的弧度相适配，能够进一步在检测时将电磁探头贴合待测焊缝，从而实现待测焊缝的精准检测。
142.5.该电磁检测系统通过设置电磁检测探头通过配合设置长凹槽结构和四角凹槽结构，能够将电磁检测探头与核工程设备稳固贴合，从而实现待测焊缝磁场信号的精准获取。
143.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
144.需要说明的是，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、
材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

技术特征：
1.一种用于核工程设备焊缝缺陷判定的电磁检测方法，其特征在于，包括：步骤s1：检测标准试块的无缺陷区域得到基准bx信号，使用所述基准bx信号进行信号基值归零；步骤s2：检测所述标准试块的指定缺陷区域，并根据所述指定缺陷区域中的bx信号确定阈值线；步骤s3：对待测焊缝进行检测，得到第一bx信号，若所述第一bx信号未超过所述阈值线，则将所述待测焊缝判定为合格，结束检测；若所述第一bx信号超过所述阈值线，则在所述待测焊缝上标记超过所述阈值线的所述第一bx信号的位置，作为疑似缺陷位置，进行步骤s4；步骤s4：以所属疑似缺陷位置为中点、前后15-25mm的宽度重新检测所述待测焊缝，得到第二bx信号，若得到的所述第二bx信号为伪信号，则将所述待测焊缝判定为合格、结束检测。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤s4中，还得到第二bz信号和第二蝶形图，若在步骤s4中得到的所述第二bx信号不为伪信号，则进行步骤s5，步骤s5：若所述第二bx信号、所述第二bz信号、所述第二蝶形图均完整，则将所述待测焊缝判定为不合格、结束检测；否则，进行步骤s6；步骤s6：若所述第二bz信号或所述第二蝶形图不完整，且所述第二bx信号没有超过所述阈值线，且将所述待测焊缝判定为合格、结束检测；否则，进行步骤s7；步骤s7：若所述第二bx信号为非相关信号，则记录所述非相关信号的类型、结束检测；否则，进行步骤s8；步骤s8：若所述第二bx信号不为非相关信号，则将所述待测焊缝判定为不合格、结束检测。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述标准试块包括与所述核工程设备采用了相同的材料和焊接方法制得。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤s1中，在所述无缺陷区域，采集8-12个所述基准bx信号并取均值，以进行信号基值归零。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤s2中，框定bx信号的界面，并在所述界面设置对称于零值的两条所述阈值线，使得两条所述阈值线对应的阈值为a，所述缺陷区域的bx信号的最大值或最小值中绝对值较大者为b，所述a和所述b符合如下关系：80％≤a/b≤100％；所述阈值线之间的距离占所述界面高度的比例为30-40％。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤s3包括步骤s3-1和步骤s3-2，步骤s3-1：所述核工程设备包括两个或两个以上的所述待测焊缝，对全部所述待测焊缝分别进行检测，获得预检bx信号，若一个或一个以上的所述待测焊缝的所述预检bx信号未超过所述阈值线，则对应的所述待测焊缝判定为合格；若一个或以上的所述待测焊缝的所述预检bx信号超过所述阈值线，则进行步骤s3-2；步骤s3-2：对所述预检bx信号超过所述阈值线的一个或以上的所述待测焊缝重新进行检测，得到第一bx信号，在所述待测焊缝上标记超过所述阈值线的所述第一bx信号的位置，
作为疑似缺陷位置，进行步骤s4。7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述核工程设备焊缝为核工程容器的吊耳的焊缝。8.一种用于核工程设备焊缝缺陷判定的电磁检测系统，其特征在于，包括上位机和电磁检测探头，所述电磁检测探头用于对待测焊缝进行检测，所述上位机用于所述电磁检测探头的控制和数据显示，所述电磁检测探头包括探头壳(10)、磁场传感器(20)、探头盖(60)和接头(90)，所述探头壳(10)包括支撑腿(101)和通槽(102)，所述支撑腿(101)底部具有圆弧结构，所述圆弧结构与所述核工程容器的弧度相适配，所述磁场传感器(20)位于所述通槽(102)，所述探头盖(60)可拆卸地连接于所述探头壳(10)的顶部，所述接头(90)可拆卸地连接于所述探头盖(60)的顶部。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述探头壳(10)顶部垂直于所述电磁检测探头行走方向的两侧开设有连接凹槽(105)，所述探头盖(60)底部具有连接凸起(601)，所述连接凹槽(105)与连接凸起(601)相配合实现所述探头盖(60)和所述探头壳(10)的可拆卸的连接。10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述电磁检测探头还包括磁芯(30)、激励线圈(40)，所述探头壳(10)内部具有长凹槽(104)和四个四角凹槽(103)，所述四角凹槽(103)于所述长凹槽(104)和所述通槽(102)均相邻设置，所述磁芯(30)设置于所述长凹槽(104)中，所述激励线圈(40)缠绕于所述磁芯(30)上、并位于所述四角凹槽(103)中。11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述电磁检测探头还包括信号处理电路(50)，所述信号处理电路(50)设置于所述探头壳(10)中。12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述电磁检测探头还包括螺母(70)和垫圈(80)，所述接头(90)通过所述螺母(70)和垫圈(80)可拆卸地连接于所述探头盖(60)。

技术总结
本申请公开了一种用于核工程设备焊缝缺陷判定的电磁检测方法和系统。该方法包括检测并使用标准试块的无缺陷区域得到基准Bx信号来进行信号基值归零，再检测标准试块的指定缺陷区域，并根据指定缺陷区域中的Bx信号确定阈值线，然后对第一Bx信号未超过阈值线的待测焊缝判定为合格，或对第一Bx信号超过阈值线的位置标记为疑似缺陷位置，再重新检测疑似缺陷位置区域以判别伪信号。本申请实施例的用于核工程设备焊缝缺陷判定的电磁检测方法，无需减薄或损伤母材，能够更加便捷、快速、准确、高效地获取检测结果，并且能够对特征信号进行区分，进而实现了对核工程用设备焊缝缺陷的精确检测，从而保证了核工程设备的安全平稳运行。从而保证了核工程设备的安全平稳运行。从而保证了核工程设备的安全平稳运行。


技术研发人员：王宇欣 高宇 袁新安 姚琳 马迎兵 郑岳山 郭利峰 李伟 董安 霍小东 张耀春 赵建明 郭城湘 梁潇茹 刘帅 包博宇 张白茹
受保护的技术使用者：中国石油大学(华东)
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/7/20