專利名稱:計算機(jī)輔助分析渦流數(shù)據(jù)的制作方法
本發(fā)明涉及一種用程序數(shù)字計算機(jī)對電磁有源物體進(jìn)行無損檢測所產(chǎn)生的渦流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的方法和裝置，尤其涉及一種借助于專家分析員對定則提供的解釋，對例如核熱力系統(tǒng)中的蒸汽發(fā)生器使用的熱交換器的傳熱管道自動進(jìn)行探傷檢測的方法和裝置。
通常對金屬物體進(jìn)行無損檢測所采用的方法是渦流檢測。在這種檢測中廣為使用的一種系統(tǒng)里，當(dāng)一個有源電線圈緊挨著通過檢測物體時，線圈阻抗的變化被用于探傷檢測。不僅僅損傷，而且被測物體的形狀或其他特征的任何改變都將導(dǎo)致渦流信號的變化，例如，在對核熱力系統(tǒng)的蒸汽發(fā)生器的管道進(jìn)行檢測時，U形管兩端被固定于其上的大鋼板，支撐管道中部的金屬支架和防振板，甚至在這些組件上形成的沉積物都將造成渦流信號的變化。此外，當(dāng)探頭通過管子時的晃動在數(shù)據(jù)中也將導(dǎo)致產(chǎn)生噪聲。進(jìn)而，還有各種不連續(xù)的幾何形狀，如裂痕、凹陷、槽、管壁的厚度的修磨，都將對渦流信號產(chǎn)生不同的影響。
渦流檢測的困難是它不能象X射線圖所提供的那樣產(chǎn)生有關(guān)被測物體特征的清楚、易于識別的圖示，另外，就蒸汽發(fā)生器而言，裂痕可能發(fā)生在如支撐板這樣的特定部件的附近，因此，它的響應(yīng)可能為更大的信號所掩蓋。結(jié)果，只有少數(shù)經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練，而且在一段時間內(nèi)積累了大量經(jīng)驗的極其熟練的技術(shù)人員才能對蒸汽發(fā)生器管道的渦流進(jìn)行分析。
在對蒸汽發(fā)生器管道進(jìn)行渦流檢測時，將一探頭通過管子，由此而產(chǎn)生的信號被記錄下來以供分析。檢測以幾種頻率進(jìn)行，在某些情況下，為消除所選擇的信號(如由支架產(chǎn)生的信號)，將不同頻率的信號進(jìn)行混合，從而可從數(shù)據(jù)中抽取與在那些位置附近的裂痕有關(guān)的信號。雖然一個和參照線圈成對的信號線圈(即“絕對”線圈)也被使用，但大部分?jǐn)?shù)據(jù)是由差分線圈對得到的，這些線圈對在每個線圈順次通過同一管道部件時，產(chǎn)生反向信號。
為了分析這些數(shù)據(jù)，分析員選擇他所想要在陰極射線管上顯示的頻率。該顯示包括一帶狀圖，它表示對所檢查的管子全長所記錄信號的實部和虛部(90°相移)分量。分析員可根據(jù)需要以李薩育圖形(Lissajous Paffern)的形式同時顯示帶狀圖的任何部分。李薩育圖形是一種熟知的顯示，其中，數(shù)據(jù)中的實部和虛部被逐點繪制在X-Y平面上。這一曲線形成了從原點向外伸展的波瓣，波瓣的角度位置表示相位角。分析員練成了高度精巧的能力以對李薩育圖形的形狀和相位角進(jìn)行仔細(xì)觀察，從而據(jù)此很有把握的確定該圖形表示的管道的特征。應(yīng)該知道，在大部分地方，李薩育圖形不是完善的幾何圖形，這就增加了表述的困難。為了搞清一個特征，分析員可以轉(zhuǎn)換到其他通道以觀察該信號的相應(yīng)部分。在進(jìn)行分析時，分析員能夠借助于經(jīng)驗排除多余的跡象來識別李薩育圖形的表示部件主要特性的有關(guān)特征。
因為需要從探測結(jié)果中抽取更多的信息，常規(guī)的蒸汽發(fā)生器管道的無損傷渦流探測變得越來越重要和復(fù)雜。在過去十年中，一些因素造成了把簡單的維護(hù)要求變?yōu)殡姀S停機(jī)時最關(guān)鍵任務(wù)之一。美國核管理委員會(U.S.Nuclear Regulatory Commission)以及電廠擁有者/操作者越來越需要關(guān)于蒸汽發(fā)生器中管道狀況的盡可能多的信息?，F(xiàn)在，數(shù)字渦流儀和多傳感器探頭的發(fā)展可以提供大量檢測數(shù)據(jù)。將探頭放在管道上收集數(shù)據(jù)的工具也是非常有效的。因此，被檢測的管子數(shù)量，可用于檢測的變量數(shù)以及管道系統(tǒng)故障探查裝置的數(shù)量都已大大增加，但從這些信息中作出有意義的解釋的速度卻仍落在后面，由于渦流探查通常是電廠停機(jī)日程的關(guān)鍵因素，因此大大加重了分析員的工作負(fù)擔(dān)。
為努力提供關(guān)于電廠壽命的更多信息，每次停機(jī)時探查的管子數(shù)量逐步增加。近來，對典型的蒸汽發(fā)生器中的3000～5000根管子全部進(jìn)行檢測已非罕見，而在過去，只要有5%～10%的檢驗統(tǒng)計即被認(rèn)為是滿意的。人們不僅根據(jù)數(shù)據(jù)確定管子故障或管壁損耗是否超過40%(這是一個標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)此決定是否需要進(jìn)行套管或插管一類的補救措施)，還根據(jù)它監(jiān)測(和預(yù)報)各種故障機(jī)制。該信息還被用于設(shè)法確定故障裝置。所有這些要求對數(shù)據(jù)分析員的培訓(xùn)來說是一個很大的負(fù)擔(dān)。結(jié)果，建立了這樣一個過程，其中，獨立的數(shù)據(jù)分析員對同一數(shù)據(jù)進(jìn)行二次，有時甚至是三次檢查以使其更有把握，并把該過程分為管理的作業(yè)。
本發(fā)明主要涉及一種使渦流探頭通過熱交換器的管道，并對由此得到的管狀熱交換器的被測管道的渦流檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行計算機(jī)輔助分析的方法，所述數(shù)據(jù)以間隔數(shù)據(jù)點記錄在正交通道中，該方法包括以下步驟將間隔數(shù)據(jù)點的渦流數(shù)據(jù)存入用數(shù)字點信號的程序數(shù)字計算機(jī)中的數(shù)據(jù)陣列;
其特征在于運行數(shù)字計算機(jī)逐點檢查陣列中的數(shù)據(jù)以便識別所述數(shù)據(jù)點信號具有較高幅值處的波瓣;運行數(shù)字計算機(jī)將波瓣分組成標(biāo)記圖它們表征(1)在被測管子周圍的結(jié)構(gòu)特性(2)在所述管子中的任何故障和損傷;將一組定則存入數(shù)字計算機(jī)，該組定則作為函數(shù)表征(1)所述標(biāo)記圖的所選擇特征(2)管子周圍的結(jié)構(gòu)特征和(3)管子中的損傷;運行數(shù)字計算機(jī)應(yīng)用所述定則于所述標(biāo)記以識別結(jié)構(gòu)特性和損傷，并產(chǎn)生一表示結(jié)構(gòu)特性和識別出的損傷的輸出。
如此所述，程序數(shù)字計算機(jī)用于對熱交換器管道渦流數(shù)據(jù)進(jìn)行完整的分析，從數(shù)據(jù)輸入一直到給用戶的編輯后的報告，采用這種計算機(jī)輔助分析的困難在于數(shù)字計算機(jī)只能逐點檢驗數(shù)據(jù)。在由計算機(jī)可以應(yīng)用分析員發(fā)展的專家分析定則之前，必須首先構(gòu)成標(biāo)記圖，對其進(jìn)行檢驗后才可確定它們是否代表結(jié)構(gòu)特性(如管子端口，管板，管支架及防振板)及管子損傷(如裂痕、坑槽)或無關(guān)特性(如噪聲或混頻的殘余及其他等等)。
通過運行計算機(jī)以差動和絕對方式將以幾種頻率正交記錄的數(shù)據(jù)和閾值進(jìn)行比較，從而構(gòu)成了標(biāo)記圖。該閾值是正交分量的X-Y平面上的噪聲園，該正交分量集中在渦流信號加權(quán)運動的平均值上。由于噪聲是單向的，所以在把數(shù)據(jù)和噪聲園進(jìn)行比較之前，不同的因素作用于數(shù)據(jù)的X和Y分量，這就有效地將噪聲園轉(zhuǎn)換成一橢園，而通過移動其原點仍保持易于調(diào)整噪聲園移動位置。
借助于數(shù)據(jù)退出噪聲園和返回噪聲園的點，計算機(jī)可以識別波瓣。位于預(yù)選數(shù)量數(shù)據(jù)點中的波瓣組成為一個標(biāo)記圖。一個信號，如果它的多于選定數(shù)目的數(shù)據(jù)點是在噪聲園外(例如表示大約沿管道6英吋長的數(shù)據(jù)點數(shù)量)，就很可能由一些復(fù)合標(biāo)記圖組成，這些復(fù)合標(biāo)記圖表示不止一個特性。這種延伸標(biāo)記圖的段通過相位角分解為分量標(biāo)記圖，如果在指定各頻率里的各分量之間沒有重疊的話，在本發(fā)明的較佳實施例中，計算機(jī)逐次選擇延伸標(biāo)記圖中的基本波瓣并將相位角位于基本波瓣預(yù)定度數(shù)之內(nèi)的所有波瓣組合為分量標(biāo)記圖。
在指定各頻率中的分量之間有重疊現(xiàn)象的延伸標(biāo)記圖的各段，可通過將一個頻率的重疊部分分為更小的段并將它們標(biāo)識為分量標(biāo)記圖的方法進(jìn)一步進(jìn)行分解。由于標(biāo)記圖重疊部分的削減長度是任意的，因此計算機(jī)要確認(rèn)分量標(biāo)記圖沒有斷開，這是通過調(diào)整出現(xiàn)在段的最大振幅的預(yù)定數(shù)目的數(shù)據(jù)點中的段的端點來實現(xiàn)的。然后，如果必要，在作為單個標(biāo)記圖分析之前，其他頻率的重疊段按相位角被分解為分量標(biāo)記圖。
一旦計算機(jī)標(biāo)識了所有頻率中的標(biāo)記圖，它就用一組基于專家分析員經(jīng)驗的級聯(lián)定則將每一標(biāo)記圖分屬結(jié)構(gòu)特性、損傷或無關(guān)信號幾組。
首先對較大幅值的信號進(jìn)行分析，這類信號很可能表示管子兩端、支架、管板、防振板和管子擴(kuò)展入管板的過渡區(qū)這類結(jié)構(gòu)特性，由于裂痕往往發(fā)生在這些結(jié)構(gòu)特性附近，因此，這些大幅值信號被進(jìn)一步檢查以確定是否其中還包括裂痕信號，計算機(jī)查找可能表示裂痕的較大信號的小波瓣。它是這樣做的，即由這些標(biāo)記圖逐一構(gòu)成段，在這些段上，數(shù)據(jù)幅值的變化率不大于閥值，在示例的系統(tǒng)中，采用了兩種技術(shù)完成這一任務(wù)，在第一種技術(shù)中，在數(shù)據(jù)點之間畫出直線段，相位角位于選定的度數(shù)內(nèi)的相繼段組成延伸段，然后對延伸段檢查裂痕類的特征。在第二種技術(shù)中，在相繼三個數(shù)據(jù)點之間形成三角形，與面積小于一個閾值的相繼的三角形有關(guān)的那些數(shù)據(jù)點形成延伸段，對它檢查裂痕類特性。
為了減少計算機(jī)的工作負(fù)擔(dān)，表示結(jié)構(gòu)特征是否帶有裂痕的標(biāo)記圖部分是這樣減少的，即通過把最有利于檢測裂痕的頻率中的探查限制到另一頻率的相應(yīng)標(biāo)記圖的數(shù)據(jù)點限制范圍內(nèi)，在另一例子中，探查被限制到標(biāo)記圖最大幅值點的選定數(shù)量數(shù)據(jù)點內(nèi)。
當(dāng)計算機(jī)對標(biāo)記圖進(jìn)行分類后，在基于渦流數(shù)據(jù)的時間所確定的識別的部件位置和支撐結(jié)構(gòu)的物理位置之間便建立了一種聯(lián)系，從而根據(jù)離固定結(jié)構(gòu)的距離，便可報告裂痕的位置。
當(dāng)完全用計算機(jī)而無需人工干預(yù)進(jìn)行分析時，初步的探查結(jié)果以打印圖形格式供分析員使用，審查，如需要還可修改。在圖形方式中，對所選X和Y通道的管子全長的帶狀圖，頻率可以任意而不必相同，任意頻率的管子的任選部分的X、Y通道帶狀圖的放大和選定部分五種頻率的李薩育圖形可以同時顯示出來，由圖形打印機(jī)可以給出顯示的硬拷貝。
根據(jù)本發(fā)明，不僅能對熱交換器的管道，而且還能對其他材料的渦流數(shù)據(jù)進(jìn)行計算機(jī)輔助分析。
通過以下結(jié)合附圖和較佳實施例的敘述，可以進(jìn)一步了解本發(fā)明。
圖1是一典型蒸汽發(fā)生器的縱向剖面圖，其中，設(shè)置有一在本發(fā)明中用于記錄渦流數(shù)據(jù)的裝置;
圖2是用于從圖1所示的蒸汽發(fā)生器的管道中獲取渦流數(shù)據(jù)的探測器示意圖;
圖3是根據(jù)本發(fā)明采用的主要硬件的圖示，它們用于分析圖2探測器獲取的渦流數(shù)據(jù);
圖4是圖3裝置中所用軟件的整體結(jié)構(gòu)框圖;
圖5是圖3裝置產(chǎn)生的顯示例子;
圖6a和6b示出一框圖，用于解釋組成圖3硬件部分的數(shù)字計算機(jī)所用程序的子程序間的相互作用;
圖7是李薩育圖形的X、Y繪圖，它表明由本發(fā)明采用的噪聲橢園;
圖8a和8b圖示了本發(fā)明是怎樣確定渦流圖象的最大幅值的;
圖9、10a、10b和10c以及圖11a、11b、圖12～圖14是圖6所示主要子程序的流程圖。
通過對圖1所示的蒸汽發(fā)生器進(jìn)行檢測并分析由此得到的渦流數(shù)據(jù)，將對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1中展示了一典型的蒸汽發(fā)生器，它是壓水堆電站中的核熱力系統(tǒng)的一部分，該蒸汽發(fā)生器1包括園柱形筒體3，它的低端由一半球形殼體5所固定。一橫向鋼板7(稱之為管板)位于園柱形筒體的低端，將蒸汽發(fā)生器分為初級側(cè)9(在管板下方)和次級側(cè)11(在管板上方)。初級側(cè)9也叫做管道頭，它由一垂直分隔板13從中分為入口區(qū)15和出口區(qū)17。數(shù)以千計的U形管19(圖2為清晰起見只畫出2個)安裝在次級側(cè)11，它的一端通過管板7延伸到入口區(qū)15而另一端延伸到管道頭9的出口區(qū)。管子19由一系列被拉桿23拉撐的金屬支架21及防振板25支撐在次級側(cè)11。通過管道頭的入口27和出口29可以到達(dá)管子19。
在對蒸汽發(fā)生器1的管子19進(jìn)行檢測時，由一對反向繞制的線圈33和35組成的探測器31被放置于無電磁源的撓性長桿37的端部，如圖2所示，該桿此后將依次插入每根被測管內(nèi)。如圖1所示，帶有探測器31的桿37由驅(qū)動機(jī)械39送入選定的管子。當(dāng)桿37從管19中抽出時，線圈33和35依次加以400KHz、200KHz、100KHz和10KHz的頻率信號，對于差動的信號，同時用反向線圈33和35進(jìn)行測量。對絕對信號，只用其中一個線圈進(jìn)行測量，而且將這個信號與外部參考線圈(未示出)產(chǎn)生的信號進(jìn)行比較。每秒取400次數(shù)據(jù)，即每2.5毫秒重復(fù)一次4個差動信號和4個絕對信號序列。探測器以每秒1呎的額定速度退出管道，因此，數(shù)據(jù)點的間隔約為0.03英寸。
正如渦流檢測領(lǐng)域的人們所知，象坑槽、凹點、破裂、和管壁的削磨等，以及如支撐板21、管板7和防振板25這類相鄰結(jié)構(gòu)的存在，都會影響探測線圈33和35的有效阻抗。這樣產(chǎn)生的信號以正交X、Y分量的方式記錄供以后分析用。為了校準(zhǔn)該系統(tǒng)，將試驗管41與一選定管子19的端部相連，因此探測器必須通過試驗管和需檢測的管道。試驗管41具有20%、40%、60%、80%和100%通過指定直徑的壁洞的形式的標(biāo)準(zhǔn)裂痕以及環(huán)繞該管并產(chǎn)生類似于支撐板21的指示的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)。由這些檢測特性產(chǎn)生的信號也被記錄下來。每當(dāng)改變探測器時，或?qū)τ诿總€記錄數(shù)據(jù)的新磁帶卷及在周期地檢測期間都要記錄下校準(zhǔn)信息。根據(jù)進(jìn)行檢測的情況(全部或部分檢測)，可以在每個磁帶卷上記錄80到300根管子的數(shù)據(jù)。
至此所描述的是收集渦流數(shù)據(jù)的已知的典型情況，在現(xiàn)在的實現(xiàn)下，由數(shù)字計算機(jī)對記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以產(chǎn)生選定頻率的帶狀圖顯示和由分析員選定的信號某部分的李薩育圖形。由分析員決定哪個信號的哪部分將被顯示，并決定這些信號表示被查管道及周圍結(jié)構(gòu)的何種物理特征。
根據(jù)本發(fā)明，從數(shù)據(jù)輸入和信號處理，直至數(shù)據(jù)分析和打出最終報告，整個分析過程是自動進(jìn)行的，盡管規(guī)定操作者要檢查并在適當(dāng)情況下可被取代。
本發(fā)明的目的是為數(shù)據(jù)評價員或分析員提供更強有力的分析工具，它利用快速，永不疲倦的計算機(jī)技術(shù)能力對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行篩查。這一思想的實施已發(fā)展成一模擬分析員的處理思想的軟件程序。它應(yīng)用一組“專家”定則以判定數(shù)據(jù)流部分是否有含有有用信息的信號并決定是接受或是拒絕。數(shù)據(jù)流的每一選定部分進(jìn)一步受到與分析員所能進(jìn)行的檢查相同的詳細(xì)檢查，該檢查是由計算機(jī)用另一組“專家”定則確定信號起因并對相應(yīng)的管道情況進(jìn)行分類而完成的。作為一診斷工具，它被用來評價蒸汽發(fā)生器的現(xiàn)有情況并預(yù)計蒸汽發(fā)生器在未來運行中潛在的可能出問題的區(qū)域。
原始數(shù)據(jù)包括線圈33和35以差動和絕對模式得到的渦流響應(yīng)。借助于在現(xiàn)場檢測中采取的標(biāo)準(zhǔn)方法而使用了一組4個頻率。在差動或絕對模式中這4個頻率的兩個或三個頻率中得到的原始數(shù)據(jù)由計算機(jī)混合以產(chǎn)生另一“混合”數(shù)據(jù)通道，經(jīng)過這樣的混合，消除了無用信號。
對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行評價的過程涉及將一組級聯(lián)的定則用于數(shù)據(jù)的某些初級通道和關(guān)聯(lián)從某些其他通道而來的有關(guān)信息，以便減少在每一順序步驟中被檢查的數(shù)據(jù)量。
“專家”定則的選擇及應(yīng)用方法構(gòu)成了該系統(tǒng)的核心，首先對整個數(shù)據(jù)組進(jìn)行調(diào)整以提高信噪比，從而易于由計算機(jī)處理，并接收適當(dāng)?shù)臉?biāo)號以便于其后的人工介入，然后該數(shù)據(jù)按比例排列以給出李薩育圖形，它們類似于人工分析，“調(diào)整”相位為進(jìn)一步進(jìn)行下一步驟的分析應(yīng)用該組“定則”奠定了基礎(chǔ)。如前所述，通過利用專門研制的軟件將三個或多個對應(yīng)于數(shù)據(jù)組的信號頻率混合起來，可以得到一個或多個混合通道。
該組定則很大且很復(fù)雜。這些定則在程序的不同層次上相互作用。為確保沒有丟失“指示”排除某些數(shù)據(jù)部分不作進(jìn)一步仔細(xì)檢查的決定被反復(fù)“檢查”。處理各種數(shù)據(jù)集的大量經(jīng)驗已經(jīng)在檢驗量和有關(guān)信息的丟失之間導(dǎo)致了最佳平衡。
一旦確定某段數(shù)據(jù)集含有有價值的信息就用檢測中由各種頻率獲取的信息再對其進(jìn)行處理。只有用計算機(jī)，才可能最大限度的利用可用信息(也基于渦流技術(shù)和專家)。分析員受到時間和能力的限制，不可能在重復(fù)基礎(chǔ)上保留每根管子10～20個信號及每個蒸汽發(fā)生器數(shù)千根管子的信息集。
在這一階段，數(shù)據(jù)集已被分解成含有可分為不同類別信號的一組離散段，僅只這一信息就對電廠操作員和數(shù)據(jù)分析員具有很大價值。在這個階段，由于分析員的工作被減少到集中檢查數(shù)據(jù)集的“有意義”部分，因此他可使用系統(tǒng)輸出。
對每種類別(如坑槽、裂痕、管子支撐板、防振板、管板等)作分析以進(jìn)行區(qū)分。例如，應(yīng)用一組定則使某些裂痕信號參數(shù)與先前計算的校準(zhǔn)曲線相關(guān)并建立裂痕的深度或大小以及它最可能所在的位置。另一組定則用于確定管子支撐或管板的損壞情況。還可將一組定則用于區(qū)分銅或沉積物之類的外部現(xiàn)象。
圖3展示了系統(tǒng)的主要部分，它包括一帶有磁帶驅(qū)動45和硬盤(內(nèi)部)的Dafa General MV400小型計算機(jī)43，操作員終端47，點陣打印機(jī)49，數(shù)字磁帶驅(qū)動51，繪圖終端53，圖形輸入板55以及彩色圖形打印機(jī)57。
包括系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析及顯示/圖形軟件的所有軟件子程序都在硬盤中。數(shù)字磁帶驅(qū)動51也由計算機(jī)43控制，它能從3M-16磁道盒式磁帶59中對任一特定管道數(shù)據(jù)進(jìn)行存取。磁帶59包括由現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)指定的格式記錄下來的數(shù)據(jù)。模擬和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)磁帶都可以應(yīng)用。
可以在圖形顯示終端53和操作員顯示終端47上分別看到原始數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，通過指示器(控制61)和圖形輸入板55，可以操縱圖形顯示終端53上的原始數(shù)據(jù)圖象。如下所述，本系統(tǒng)提供了對李薩育圖形和帶狀圖格式的幾種不同通道的檢查通過原始數(shù)據(jù)或混合數(shù)據(jù)的任何頻率的“正交分量”的一個X分量和一個Y分量，操作員可以觀察整根管子的帶狀圖數(shù)據(jù)。點陣打印機(jī)49可產(chǎn)生具有請求補救的分析輸出的硬拷貝，也可以由彩色圖形打印機(jī)57在圖形顯示終端上產(chǎn)生所選擇的彩色部件。
圖4展示了軟件的整體結(jié)構(gòu)。它被設(shè)計成菜單驅(qū)動，便于人機(jī)對話的形式?？赏ㄟ^菜單驅(qū)動器63選擇的功能有數(shù)據(jù)采集65，數(shù)據(jù)分析67，圖形顯示69，文件管理71和報告輸出73。數(shù)據(jù)采集軟件65控制數(shù)字磁帶機(jī)的操作，將盒式磁帶中的磁帶進(jìn)至所需區(qū)域，恢復(fù)數(shù)據(jù)并說明記錄數(shù)據(jù)中的變化，后一功能包括產(chǎn)生和校準(zhǔn)用于生成混合通道的混合系數(shù)。以一已知方式選擇這些系數(shù)以便在混合通道中消除例如支撐板這類固定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的信號。
數(shù)據(jù)分析功能67包括在下面將詳細(xì)討論的電廠數(shù)據(jù)的渦流分析75;使渦流分析產(chǎn)生的指示與蒸汽發(fā)生器中的物理位置相關(guān)的后處理程序以及初步報告生成79。如上所述，數(shù)據(jù)點是作為時間的函數(shù)產(chǎn)生的，由于通過管道的探測器速度變化，因此數(shù)據(jù)點之間的距離也是變化的，因而必須由后處理程序77完成關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)是這樣完成的，對生成支撐板指示的數(shù)據(jù)點進(jìn)行注釋并將這些位置與所示的結(jié)構(gòu)特性的已知物理位置相比較。初步報告79產(chǎn)生一個由分析子程序所完成的調(diào)用表。
分析員可以檢查初步報告并在每個數(shù)據(jù)分析程序調(diào)用時，要圖形顯示69提出帶狀圖數(shù)據(jù)和李薩育圖形。圖5表明了分析員使用圖形顯示的一個例子，顯示81給出了關(guān)于管子的一般信息(未示出)，顯示的信息記在頂部方框82中。底部有兩個帶狀圖33和85，它們表明在管子全長上任何操作員選定頻率的一個X分量通道和任何操作員選定的頻率的一個Y分量通道。操作員可以在沿管道任何位置處用指示器將圖象放大。帶狀圖的放大區(qū)域由放大窗口標(biāo)記86指示，顯示在顯示81右側(cè)的兩個較短帶狀圖87和89中，此外，操作員可以獨立地選取每一個帶狀圖的通道。在該例中，較大帶狀圖是200KHz的差動X分量和100KHz的差動Y分量，而較小的帶狀圖是100/400KHz差動混合X分量及100KHz差動Y分量。
顯示81的其余5個方框91圖示了4個頻率中每一個頻率的李薩育圖形和放大窗口中的一個混合通道。其中每個的放大倍數(shù)都可有效地控制在0.5V～256V之間。如果需要，每個李薩育圖形的相位角和最大尺寸可以簡單地按控制器61的一個鍵進(jìn)行計算。可以在放大窗口中不斷放大直至可以觀察到只有1點間隔的數(shù)據(jù)(例如在一典型現(xiàn)場數(shù)據(jù)集中以30密耳的軸向距離為間隔)。也可以由操作員在繪圖屏幕上用指示器61上的一個簡單順序按鈕完成混合和選擇用于校準(zhǔn)的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)段。在例示的顯示中表明的特定現(xiàn)象是在鄰近管板頂部處的一對裂痕。
通過確定最重要的類別并要求它們的顯示，分析員可以控制他所希望進(jìn)行檢查的調(diào)用，在檢查了選定的顯示之后，分析員可對初步報告作適當(dāng)修改，包括引導(dǎo)調(diào)用。
文件管理71維護(hù)所分析的磁帶卷、所分析的管道和分析結(jié)果的記錄。它還對原始數(shù)據(jù)文件、混合和校準(zhǔn)文件進(jìn)行維護(hù)。報告輸出73在分析員修改了初步報告后，生成每根管子的“調(diào)用”或“指示”表的硬拷貝。
由操作員終端47對菜單進(jìn)行選擇，從而進(jìn)行分析功能的選取，操作員可以下列三種方式之一進(jìn)行分析。
a.根據(jù)當(dāng)前存在單元或磁盤中的所有數(shù)據(jù)文件;
b.根據(jù)與一個儀器校準(zhǔn)有關(guān)的所有數(shù)據(jù)文件;
c.根據(jù)表示一根管子的一個數(shù)據(jù)文件。
完成分析的軟件由圖6所示的接口子程序組成。
ECANL93是用于運行渦流分析的主程序。通過對變量置初值和調(diào)用預(yù)分析程序可將分析要求建立的數(shù)據(jù)進(jìn)行配合。更準(zhǔn)確地說，ECANL程序通常如下進(jìn)行1.將所有變量和數(shù)據(jù)陣列的初值置為它們的缺席值;
2.通過調(diào)用READ4而從存儲中獲取數(shù)據(jù);
3.確定四個頻率中每一頻率信號的最大和最小值;
4.通過調(diào)用COMPMIX，完成“混合”計算和存儲結(jié)果;
5.計算噪聲環(huán)(橢園)方程系數(shù);
6.通過調(diào)用INITAVG4確定初始平均值信號;
7.通過調(diào)用ECAP4對超出噪聲環(huán)的所有波瓣偏移進(jìn)行定位;
8.通過調(diào)用COMPRESS4將波瓣壓縮成信號;
9.通過調(diào)用BREAKVP以選定頻率分解重疊信號;
10.通過調(diào)用ANALYZE4進(jìn)行初步分析;
11.通過調(diào)用ECWPT打印分析結(jié)果。
功能5中提到的噪聲園是一電壓閾值，用于將低壓噪聲和渦流信號分離開來。通過經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)，在某一特定幅值和相位內(nèi)的電壓信號通常只是低電壓探測器晃動噪聲。對每個實際測試點的每一測試頻率，必須確定這樣一個電壓閾值。它可被看作為半徑，所以據(jù)此半徑得到的一個園-一個“噪聲園”-可用于評價在VX-VY平面的任意方面上的信號。只是在噪聲園外面的信號才被認(rèn)為是渦流信號。
由于噪聲園僅由兩個量-原點和半徑一所限定，因此是分離渦流信號和低電壓探測器晃動噪聲的方便的分界線，中心在(0，0)處且半徑為R的噪聲園可由下式給出X2+Y2＝R2(1)但是，主噪聲源，即探測器晃動，趨向于是單向的。主軸在晃動噪聲方面上的一個橢園，可將噪聲園的概念推廣，以便在晃動擴(kuò)散的方向上得到高靈敏度。假設(shè)橢園的水平軸長度為“2a”(長軸)，垂直軸長度“2b”(短軸)，則可由下式得到該橢園
X2/a2+Y2/b2＝1然而，并非所有聯(lián)系這兩個噪聲限的方法都是實用的，由于在Vx-Vy平面上，電壓起始原點總是連續(xù)漂移的，將噪聲園變換成橢園將要求對每個新的原點利用一個新的橢園方程。對噪聲園來說，信號分離只需不變的半徑，而無需顧及該園的原點。無須放棄噪聲園概念，可通過一個稱之為DEUSQ的量(平方偏差)而將噪聲園和探測器晃動橢園相互聯(lián)系起來，該量由下式計算DEVSQ＝X2+(a2/b2)Y2(3)DEVSQ的表達(dá)類似于距離的平方-差別在于長軸在X方向的橢園中Y分量的放大倍數(shù)。該放大倍數(shù)說明探測器晃動橢園的X和Y電壓不等。在Y方向超過探測器晃動閾值的渦流信號必須是在X方向超過閾值的信號的四倍。
因此，在等式(3)中，將Y電壓放大以使X和Y電壓與用于信號分離的同一噪聲半徑一致。
在渦流分析過程中，為每一時刻的X和Y電壓計算DEVSQ。如果DEVSQ大于噪聲半徑的平方(R2)，則電壓信號位于噪聲園外邊而且被認(rèn)為是渦流信號。否則，將其認(rèn)為是探測器晃動噪聲。
到此為止，我們只是討論了信號分離的基本情況，如果探測器晃動橢園在Vx-Vy平面上繞其中心旋轉(zhuǎn)，則基本情況不再適用，這自然發(fā)生在某些測試頻率處以及儀器校準(zhǔn)故障。因此，需要有一等式(3)的一般形式。
根據(jù)解析幾何的原理，如果-XY系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)了一個角度“i”從而得到X′Y′系統(tǒng)，則任一固定點的坐標(biāo)由下面的方程式關(guān)聯(lián)X＝X′Cos(i)-Y′Sin(i)(4)Y＝X′Sin(i)+Y′Cos(i)如果位移角度為0，則將這種情況定義為橢園的主軸與X軸平行(橢園長軸在X方向上)。角位移“i”被定義為沿逆時針方向在正主軸和正X軸之間的扇面。
將X和Y的所表達(dá)式代入等式(2)并重新組合各項，從而得到在XY平面上旋轉(zhuǎn)一定角度的橢園方程式a2＝(X)2〔(a2/b2)Sin2(i)+Cos2(i)+X′Y′〔2((a2/b2)-1)Sin(i)Cos(i)〕+(Y′)2〔Sin2(i)+(a2/b2)Cos2(i)〕(6)X′和Y′是相對所在原點的X分量和Y分量的電壓變化。如果“a2”(等式左側(cè))由“DEVSQ”所替換，則得到的方程式是計算DEVSQ的一般式，它可用于Vx-Vy平面的任何旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)的探測器晃動橢園。(注意，對i＝0，方程式(4)、(5)和(6)簡化為方程式(2))。
通過(7)、(8)和(9)的代換，可將方程6簡化成DEVSQ的一般式(10)，代換是由ECANL程序提供的系數(shù)完成的。
xMULT＝(a2/b2)Sin2(i)+Cos2(i)(7)xYMULT＝2(a2/b2-1)Sin(i)Cos(i)(8)YMULT＝Sin2(i)+(a2/b2)Cos2(i)(9)DEVSQ＝XMULT(X′)2+YMULT(X′Y′)+YMULT(Y′)2(10)等式(10)在下述的子程序ECAP4中用作信號分離。
MIXRD子程序95從磁盤文件97中讀出混合頻率和計算的混合系數(shù)，它們已在數(shù)據(jù)采集功能65中敘述了。
READ4子程序99從磁盤97的文件中拷貝未格式化的數(shù)字渦流數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行修改并將其傳送到有9個通道的IDAT陣列。這九個通道分別用于四個頻率的絕對和差動信號及一個混合頻率。每一通道包括所載信號的X、Y分量。
下面所用的主信號頻率1為400KHz的差動信號頻率2為100KHz的差動信號頻率3為10KHz的差動信號頻率4為10KHz的絕對信號另一通道用作以后由COMPMIX子程序計算的“混合”頻率數(shù)據(jù)。
COMPMIX子程序101對兩個渦流頻率進(jìn)行數(shù)學(xué)混合，以產(chǎn)生“混合”頻率7，混頻的意義在于去除或抑制在同一管道位置處產(chǎn)生的兩個重疊標(biāo)記圖中的一個。在渦流檢測中，用混合來“消除”管支撐板標(biāo)記圖，因此而揭示任何與之重疊的管道損壞標(biāo)記圖。這些標(biāo)記圖所以給予這種注意，其原因在于可在支撐板縫隙中發(fā)生管道損壞。
由COMPMIX需要的混合系數(shù)必須在每個儀器校準(zhǔn)之前計算，而且是由MIXRD子程序95獲得的。這些系數(shù)采用已知模擬電子混頻技術(shù)抑制支撐板和管板的信號。在較佳實施例中，將頻率1(400KHz差動)和頻率2(100KHz差動)的數(shù)據(jù)混合以產(chǎn)生頻率5。
INITAVG4子程序103計算早期渦流數(shù)據(jù)的初始X和Y電壓平均值。盡管在數(shù)據(jù)流開始處，管子環(huán)繞物被假設(shè)是對稱的園柱形，但由于過量噪聲會產(chǎn)生不平衡電壓。這導(dǎo)致Vx-Vy平面的實際原點從(0，0)開始產(chǎn)生位移。INITAVG4平均值被稱為“有效原點”，而且每根管子計算一次。前501個渦流數(shù)字信號的算術(shù)平均值作為初始原點。如果必要，可將任何絕對值大于平均值的110%的點向下調(diào)整。這些點以它們的再平均后的算術(shù)平均值所置換，最終的平均值即為有效原點。
ECAP4子程序105在Vx-Vy平面上通過確定IDAT點是否位于噪聲園外部而對信號波瓣定位。為了將噪聲園精確定位以供計算用，調(diào)用AVGSIG4子程序以便由每個檢查過的IDAT點更新平均值，更新后的平均值作為Vx-Vy平面的“現(xiàn)在原點”，它代換了由INITAVG4子程序103計算的有效原點。以上述與ECANL程序93有關(guān)的方式為每個頻率計算的噪聲園以現(xiàn)在原點為中心。
ECAP4子程序?qū)γ總€頻率的信號離開噪聲園和返回噪聲園的位置定位。在退出和返回點之間的數(shù)據(jù)點組被標(biāo)識為一個波瓣。該子程序還標(biāo)識每個波瓣的最大信號，IDAT每個波瓣的退出點、最大點和返回點的原始指針都存在-LOCSIG陣列中以供適當(dāng)?shù)臏y試頻率用。
在ECAP4子程序105檢查一對新的X-Y IDAT數(shù)據(jù)之前，它調(diào)用AVGSIG4子程序107以便由這些新值更新X和Y電壓平均值。更新后的平均值給出了VX-VY平面的“現(xiàn)在原點”，以之取代由INTTAVG4所計算的有效原點。更新原點的要求是根據(jù)渦流檢測條件的不穩(wěn)定性提出的。在探測器通過管子移動時，電路移動和管壁口徑的微小變化將產(chǎn)生一電壓漂移，從而導(dǎo)致噪聲園的原點產(chǎn)生位移。由于渦流標(biāo)記圖會疊加在漂移電壓上，因此必須在測量標(biāo)記圖特性之前從數(shù)據(jù)中減去該漂移電壓。AVGSIG4子程序調(diào)整在數(shù)據(jù)流中第150個數(shù)據(jù)點和最后一個數(shù)據(jù)點之間的平均AVGSIG。通過反復(fù)將“原有的平均值”的一個百分比數(shù)值和所選位置處數(shù)據(jù)點幅值的一個補充百分比數(shù)值進(jìn)行相加，即可完成這一調(diào)整。本系統(tǒng)利用“原有平均值”的95%和現(xiàn)有信號的5%。通過只把新電壓的一個小百分比加入平均值，所得到的低通濾波便可防止電壓脈沖對平均電壓有較大影響。
COMPRESS4子程序109將ECAP4子程序105定位的每一頻率中的信號波瓣分為渦流標(biāo)記圖。所謂一個標(biāo)記圖，即為由一管損傷、支撐板或管板產(chǎn)生的一組完整的信號波瓣，而且它由形成李薩育圖形的渦流信號的X-Y通道繪圖圖形所表示。標(biāo)記圖由其第一個波瓣的出發(fā)點和它的最后一個波瓣的返回點標(biāo)識。這些點是由檢索算法從LOCSIG陣列中抽取的。該檢索對相鄰波瓣間的IDAT點計數(shù)。少于200個數(shù)據(jù)點的距離(大約管道數(shù)據(jù)6英吋)表明這些波瓣可能屬于同一標(biāo)記圖。較大的距離表明最后一個波瓣可能是一個新標(biāo)記圖的第一個波瓣。當(dāng)進(jìn)行檢索時，每一標(biāo)記圖的第一個波瓣的出發(fā)點和最后一個波瓣的返回點作為標(biāo)記圖的出發(fā)和返回點存在ISIG陣列中。
圖7是由上述過程標(biāo)識的標(biāo)記圖的實例，該圖是由若干順序數(shù)據(jù)點繪制的。但是，計算機(jī)不能“看”這一圖形，因為它一次只能在數(shù)據(jù)點集中依次看一個數(shù)據(jù)點。圖7中，原點113是平均信號值的位置，該值是由INITAVG4對前150個數(shù)據(jù)點所確定的，對后續(xù)點由AVGSIG4確定。計算機(jī)通過點117和點119標(biāo)識波瓣，在點117處，數(shù)據(jù)退出噪聲橢園115并在點119處返回噪聲橢園。如果第一波瓣的返回點119和第二個波瓣的出發(fā)點123之間的數(shù)據(jù)點數(shù)據(jù)小于200個數(shù)據(jù)點間隔，則COMPRESS4將波瓣組合為由第一個波瓣的退出點117和第二個波瓣125的返回點127所確定的標(biāo)記圖。
BREAKUP子程序128在COMPRESS4程序?qū)⒚恳活l率的波瓣組合為標(biāo)記圖后被調(diào)用，以便將與一個以上100KHz標(biāo)記圖相重疊的任何10KHz標(biāo)記圖分為兩個標(biāo)記圖。使這兩個標(biāo)記圖不與一個以上100KHz標(biāo)記圖重疊。這樣做是為了防止在以后的分析過程中對一個標(biāo)記圖進(jìn)行重復(fù)計數(shù)。
一旦已經(jīng)標(biāo)識了所有頻率的所有標(biāo)記圖，ECANL程序98調(diào)用ANALYZE4子程序129。該子程序根據(jù)包含數(shù)據(jù)點數(shù)，如果必要，還可根據(jù)其幅值，為一個渦流標(biāo)記圖選擇適當(dāng)?shù)姆治龀绦颉?br>如果一個頻率2標(biāo)記圖包含的數(shù)據(jù)點多于200個，則其可由不止一個標(biāo)記圖組成，這將使其太復(fù)雜以致無法立即分析。在這種情況下，由ANALYZE4子程序調(diào)用MULTCLAS4子程序113以抽取分量標(biāo)記圖并對每一分量標(biāo)記圖調(diào)用適當(dāng)?shù)姆治龀绦颉?br>如果一個頻率2圖象包含小于或等于200個數(shù)據(jù)點，則頻率3幅值(在頻率2的端點之間)確定應(yīng)該調(diào)用兩個分析程序的哪一個。如果該幅值大于約0.2V，則調(diào)用TSCLASS4子程序133和MIXCLASS4子程序135，它們組成第一標(biāo)準(zhǔn)分析程序。該幅值的一個標(biāo)記圖實際上可以是一個支撐板或重疊的管板標(biāo)記圖或外徑沉積物。
為了分析支撐板、管板、管端口和防振板的頻率3標(biāo)記圖特性，首先調(diào)用TSCLASS4子程序。該頻率幾乎不受管裂痕和坑槽的影響，因此，具有了解它們與蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)的相對位置的意義。然而，該分析程序原來的目的是要調(diào)用MIXCLASS4以分析管子裂痕和坑槽的特征。這一分析是在混頻中完成的。如前所述，在混頻過程中抑制了支撐板和管板信號，-在理想情況下應(yīng)消除它們-從而暴露了管子裂痕或存在的坑槽信號。
如果一個頻率2標(biāo)記圖含有的數(shù)據(jù)點小于或等于200，而且頻率3的幅值小于或等于約0.2V，則調(diào)用第二個標(biāo)準(zhǔn)分析程序ELAWCLAS4子程序137。對于這類標(biāo)記圖，實際上沒有頻率3信號，因此，只需分析頻率1標(biāo)記圖。頻率1給出管子裂痕最精確的表示。
為了確定頻率1管道標(biāo)記圖的幅值，ANALYZE4子程序調(diào)用MAXIMUM4子程序139。該子程序確定一個渦流標(biāo)記圖兩端的最大電壓。這個量是該標(biāo)記圖的“最大電壓幅值”，而且定義該幅值的兩個點是“標(biāo)記圖端點”。由ECAP4子程序105早期發(fā)現(xiàn)的最大波瓣點不能也被認(rèn)為是標(biāo)記圖端點。相對于AVGSIG現(xiàn)在原點而言，最大波瓣點限定了最大的波瓣幅值。但是，由標(biāo)記圖端點限定的最大幅值無需通過該原點。因此，它的端點不能被認(rèn)為是與它的最大波瓣點重合的。
為了確定標(biāo)記圖端點，MAXIMVM4通過圖8a和8b示出的檢索算法數(shù)學(xué)上趨近它們。這兩個圖作為以信號的X-Y通道繪圖得出的李薩育圖形示明了一個典型的渦流標(biāo)記圖141。就檢索算法的初始條件而言，標(biāo)記圖范圍中的第1點143暫時被假定作為端點之一，將其稱為端點1，而最大幅值的平方被暫時設(shè)為0。然后，從臨時端點1(假設(shè)點)到每個其他的標(biāo)記圖點，在順序檢索端點2過程中計算幅值的平方，由于其他標(biāo)記圖點145的每一個都被認(rèn)為是可能的端點，它們都是“設(shè)想”的端點，相對于端點1給出最大幅值平方的設(shè)想的端點145，暫時被設(shè)定為端點2，如圖8b所示。然后從臨時端點2145′(它是新的假設(shè)點)到每個其他的標(biāo)記圖點測量幅值的平方，它們又被稱為設(shè)想端點143。相對臨時端點2而給出最大幅值平方的設(shè)想點143′被設(shè)定為新的端點1。通過圖8所示的交替假設(shè)點，算法將最后收斂于真實的端點。
一旦確定了最大電壓幅值和標(biāo)記圖端點，便調(diào)用SLOPE4子程序147以計算最大幅值的相位角。返回到調(diào)用程序的角度以相對于正X軸逆時鐘方向測量，并且其角度應(yīng)在0～180°之間。
當(dāng)由ANALYZE4子程序調(diào)用時，TSCLASS4子程序133以頻率3標(biāo)識下列蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)元件的標(biāo)記圖
1.正常的支撐板;
2.異常的支撐板;
3.正常的管板A(冷段);
4.異常的管板A;
5.正常的管板B(熱段);
6.異常的管板B;
7.防振板(AVB);
8.管端通常，正常支撐板標(biāo)記圖的特征在于一個大于4V的最大電壓幅值和其相位角在70～110°之間。否則，若其幅值大于1V但小于4V，其相位角小于70°但大于110°，并且它顯示小于3V的絕對頻率電壓漂移就表示一個異常支撐板的標(biāo)記圖。該電壓漂移是用下述的AVG50HIY4子程序149和AVG50LOY4子程序151分別生成的值測量的。
通常，管板標(biāo)記圖的特征是其最大電壓幅值大于1V且絕對頻率電壓漂移超過3V。冷段管板顯示大于3V的電壓漂移而熱段管板顯示的漂移小于-3V。除了這些判別標(biāo)準(zhǔn)外，如果管板A或B正常，則在為特定的電壓漂移進(jìn)行修正后，其標(biāo)記圖的相位角在70°～110°之間。否則管板異常。對負(fù)壓漂移而言，將相位角修正為端點2相對標(biāo)記圖最后一個數(shù)據(jù)點描繪的角度，對正壓漂移而言，將相位角修正為端點1相對于標(biāo)記圖最后一個數(shù)據(jù)點描繪的角度。
一般情況下，TSCLASS4子程序分析兩個分離通道中的標(biāo)記圖幅值，以標(biāo)識兩種不同類型的防振板。在下面的圖10中，以TSCLASS4流程圖描述某些特定規(guī)范。
SIGSET子程序153存儲MAXIMUM4子程序139在SIGNAL數(shù)組中生成的信息。存在SIGNAL數(shù)組中的是每個標(biāo)記圖的下列特性出發(fā)點，返回點，最大電壓幅值的相位角，最大電壓幅值的大小，類型標(biāo)識代碼，端點1和端點2，以及用整數(shù)表示的頻率，并以該頻率標(biāo)識標(biāo)記圖。這一數(shù)組完全生成時，具有包括組成渦流標(biāo)記圖分析的最后結(jié)果的信息。
AUG50LOY4子程序149和AUG50HIY4子程序151輔助標(biāo)識支撐板和管板標(biāo)記圖。這些程序提供絕對頻率電壓偏移，用于區(qū)分支撐板，熱段管板，冷段管板標(biāo)記圖的檢測。這些程序計算頻率(10千赫茲絕對信號)和Y通道在兩個50點范圍內(nèi)的IDAT數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，其中一個范圍在TSCLASS4標(biāo)記圖結(jié)束點之前，一個在其后。結(jié)果平均值返回到TSCLASS4子程序133，作為在50個連續(xù)點基礎(chǔ)上的AVGLO，這些點是從標(biāo)記圖的起始點之前第100個點開始的;還作為在50個連續(xù)點基礎(chǔ)上的AVGHI，這些點是從標(biāo)記圖的結(jié)束點之后的第51點開始的。
TSCLASS4調(diào)用FLAWINAVB子程序152，查找防振板上的裂痕。一般情況下，一個正常AVB標(biāo)記圖的特征在于最大電壓幅值比10千赫茲絕對電壓通道上的大0.4伏左右。在這同一段中查找一個“裂痕”只限于那“30”個數(shù)據(jù)點，即這些數(shù)據(jù)點相應(yīng)于標(biāo)記圖最大值附近的信號的最快偏移。分析頻率5(混頻)通道中的快速偏移段以測定裂痕。整個標(biāo)記圖被看作為各個管裂痕信號以及噪音信號的一個可能的復(fù)合標(biāo)記圖。這些分量信號作為AVB快速偏移段的某些部分被標(biāo)識，其中所述偏移段表示出相繼數(shù)據(jù)點之間的幅值的平穩(wěn)變化率。利用三個數(shù)據(jù)點形成小三角形并測量所形成的三角區(qū)域面積的方法，從快速偏移段的子段一個一個地構(gòu)成上述那些被標(biāo)識的部分。三角形的面積小于一個特定閾值的那些子段被組合成若干“擴(kuò)展”段。所得到的信號很可能是管裂痕和噪音所形成的信號段及多段信號的混合信號。
下一步分析是通過將相位角和幅值限制引入擴(kuò)散段，以抽取沿類似“裂痕”信號方向進(jìn)展的最大豎直信號。如果相繼段滿足下列兩個條件，則每個段的豎直部分被加在一起。
1.從標(biāo)記圖的局部“噪音”相位沿順時針方向測量的段角度在40度和160度之間;
2.段之間相隔少于25個點。用這種方法將全部段重新組合，并且最大的豎直信號被作為AVB裂痕信號標(biāo)識。
在TSCLASS4子程序133完成之后，ANALYE4子程序129調(diào)用MIXCLASS4子程序135。該子程序檢驗混合頻率中大的幅值標(biāo)記圖，并將它們分為裂痕、凹痕、內(nèi)徑噪音，管漸變區(qū)或可被忽略的噪音等類型，根據(jù)相位角，幅值以及在某些情況下，信號波瓣的寬度和圖形旋轉(zhuǎn)的方向進(jìn)行分類。MIXCLASS4首先調(diào)用MAXIMUM4以便根據(jù)頻率2的入口和出口點確定混頻5標(biāo)記圖的幅值和相位角。如果幅值大于20伏，標(biāo)記圖可以是一個大凹痕，管端口或管漸變區(qū)。如果小于20伏，則它可能是一個管支撐物的殘余，裂痕，小凹痕，或內(nèi)徑噪音。
在第一種情況下，如果頻率5的幅值大于160伏且角度大于15度小于160度，則它可以歸類為管端口。如果蒸汽發(fā)生器管不是很深地擴(kuò)展進(jìn)管板，則SCANSLP4子程序在管端部分檢驗裂痕。如果頻率5幅值大于20伏小于160伏，則TRANSCLA-SS4子程序?qū)u變區(qū)檢測標(biāo)記圖。
標(biāo)記圖被TRANSCLASS4檢測后或該標(biāo)記圖幅值小于20伏，則與TSCLASS4所得結(jié)果進(jìn)行比較，以確定相應(yīng)的頻率3標(biāo)記圖是否為一個支撐板。如果是，則被看作為一個管支撐板殘余。如果它與支撐板不符，則標(biāo)記圖被子程序FLAWCHK檢測。如果信號是支撐板殘余，則找到相關(guān)的頻率1角度。如果頻率1角度大于105度小于155度，則使用子程序SCANSU-PT找出殘余中的任何裂痕。如果頻率1角小于105度或大于155度，則標(biāo)記圖被歸類為支撐板變形。FLAWCHK子程序再一次檢測標(biāo)記圖。
MIXCLASS4調(diào)用SCANSUPT子程序154檢驗變形的混合通道殘余信號，事實上可能是裂痕信號，的可能性。如果由頻率5和頻率3中的“假設(shè)”裂痕所形成的相應(yīng)信號的最大定位在六個數(shù)據(jù)點內(nèi)相符，則MIXCLASS4子程序調(diào)用子程序SCANSUPT，檢測頻率3的最大點之間的頻率1信號。整個標(biāo)記圖被看作是各個管裂痕信號及噪音信號的可能的復(fù)合標(biāo)記圖。使用與上述FLAWINAVB相同的技術(shù)，這些組分信號從標(biāo)記圖的特定段的相連子段中一個一個構(gòu)成的。所得合成信號很可能是由管裂痕和噪音所形成的單段和多段信號的混合。
下一步分析是引入相位角和幅值限制，以抽取噪音信號。從X軸旋轉(zhuǎn)大于15度，且其幅值在Y分量擴(kuò)大300%之后，必須大于適當(dāng)?shù)脑胍魣@半徑的信號才屬于潛在的管裂痕信號。如果信號是順序的，且其相位角在15度之內(nèi)，則這些信號將進(jìn)一步組合。最后，如果這個組合段沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，即端點1的Y電壓分量小于端點2的Y電壓分量，則信號被指示為一個裂痕。
MIXCLASS4調(diào)用TRANSCLASS4子程序156，以助漸變段的定位，該漸變段是管板中管子的擴(kuò)展部分與管其余部分之間的分界。漸變段信號的產(chǎn)生是由子程序MIXCLASS4標(biāo)識的，其方法是在頻率5(混頻)通道和頻率6(400千赫茲絕對信號)通道中找出與間隔端點有關(guān)的最大點。如果這些最大點在信號結(jié)束的40個點之內(nèi)，則計算作為一個末端的最大點和作為另一末端的間隔的最近端所定義的信號的幅值。如果這些幅值中的任一個都超過20伏，子程序MIXCLASS4調(diào)用子程序TRANSLASS4。該子程序通過具有最快變化率的端部的定位，進(jìn)一步限制漸變段的實際位置(單值)。此定位以及其它信息被存儲起來作為漸變段信號。
FLAWCHR子程序155確定標(biāo)記圖是否表示一個裂痕，混合殘余，管支撐板殘余，內(nèi)徑裂痕，或可忽略的噪聲。其實現(xiàn)方法的詳細(xì)討論參照圖13。如果FLAWCHR沒有將標(biāo)記圖標(biāo)識為上述情況之一，則將標(biāo)記圖第一最大點和第二最大點的Y通道幅值大小進(jìn)行比較，以確定軌跡的旋轉(zhuǎn)方向。如果第一最大點的Y通道幅值小于第二最大點的Y通道幅值，則信號軌跡旋轉(zhuǎn)是逆時針方向的，且標(biāo)記圖歸類為一個凹痕。如果信號軌跡是順時針旋轉(zhuǎn)，則標(biāo)記圖歸類為內(nèi)徑噪音。SIGWIDTH4子程序157進(jìn)一步檢測標(biāo)記圖，該子程序計算垂直于端點之間幅值的方向上標(biāo)記圖的寬度。如果寬度大于通道噪音半徑的二分之一，則認(rèn)為該標(biāo)記圖已足夠大可以作為復(fù)合標(biāo)記圖，而且必須分為信號以便分析。SCANSLP4子程序159被用于執(zhí)行這一工作。如果圖象寬度小于或等于噪音半徑的二分之一，則信號被忽略。
MAXSIGY4子程序158計算最大Y分量，用于確定標(biāo)記圖的旋轉(zhuǎn)。
SCANSLP4子程序159分析標(biāo)記圖，該標(biāo)記圖在經(jīng)MIXCLASS4分析時不能被標(biāo)識為管端，也不能在初看時就被標(biāo)識為管裂痕。SCANSLP繼續(xù)進(jìn)行管裂痕分析，其方法是將該標(biāo)記圖看作是各個管裂痕信號以及噪音信號可能的復(fù)合標(biāo)記圖。這些分量信號是由每三個數(shù)據(jù)點形成的標(biāo)記圖段一個一個地構(gòu)成的。那些段根據(jù)相位角組合成信號。那些較小段對渦流效應(yīng)的影響是輕微的。相繼的且彼此之間相位角在15度之內(nèi)的那些段被組合為同一的信號。所得結(jié)果信號很可能是由管裂痕和噪音形成的單段和多段信號的混合。
下一步分析是引入相位角和幅值限制以抽取噪音信號。為屬于潛在的裂痕信號，一個信號必須從X軸旋轉(zhuǎn)大于15度角，并且在Y分量擴(kuò)大了300%之后，其幅值必須大于適當(dāng)?shù)脑肼晥@半徑，最后，如果段的旋轉(zhuǎn)是逆時針的，即端點1的Y電壓分量小于端點2的Y電壓分量，則信號被指示為一個裂痕。
ANALYZE4子程序129調(diào)用FLAWCLAS4子程序137，分析幅值小于頻率3中約0.2伏的信號。子程序FLAWCLAS4控制把標(biāo)記圖傳遞到執(zhí)行管裂痕分析的FLAWCHR子程序155。
為頻率標(biāo)記圖調(diào)用FLAWCHR，即開始執(zhí)行FLAWCLAS4。如果在頻率1的特性基礎(chǔ)上，標(biāo)記圖未被標(biāo)識為一個管裂痕，則用圖12中討論的方法對頻率2的特性進(jìn)行檢驗。
MULTCLAS4子程序131對具有多于200個數(shù)據(jù)點的頻率2標(biāo)記圖進(jìn)行分析。該子程序由三部分組成第一部分確定在欲被分析的頻率2標(biāo)記圖和頻率3標(biāo)記圖之間是否發(fā)生重疊。這兩個頻率之間的重疊表明任何存在的管裂痕，凹痕，或內(nèi)徑噪聲它們可能在支撐板或管板的附近。對于支撐板和管板以及管裂痕和凹痕來說，必須對重疊部分進(jìn)行分析。如果未發(fā)生重疊，則抽用SCANLOBE4子程序161分析該標(biāo)記圖。MULTCLAS4子程序的第二部分按如下情況協(xié)調(diào)重疊部分的適當(dāng)分析程序的調(diào)用A.如果頻率3標(biāo)記圖所含數(shù)據(jù)點少于200個，則調(diào)用TSCLASS4和SCANMIX4進(jìn)行分析。
B.如果它具有200個或更多的數(shù)據(jù)點，則標(biāo)記圖被分為至多600個點的段。然后調(diào)用MAXIMUM4，在下述基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，確定每個段是否大小適當(dāng)1.如果一個段的幅值大約為1伏或小于1伏，則調(diào)用TSCLASS4和SCANMIX4。
2.如果幅值大于1伏，并且該段的第二個端點在頻率3標(biāo)記圖的端點2的20個點之內(nèi)，則在調(diào)用TSCLASS4和SCANMIX4之前，該段被分為每201個點一段的較小段。
MULTCLAS4的第三部分協(xié)調(diào)分析程序的調(diào)用，這些分析程序是用來對重疊于頻率3標(biāo)記圖的頻率2標(biāo)記圖的段作適當(dāng)分析的。這些段亦被稱為“間隙”。具有至少4個整波瓣的段由
SCANLOBE4子程序161進(jìn)行分析。段所包括的波瓣越多，它就越有可能由多個標(biāo)記圖組成，這些標(biāo)記圖是SCANLOBE4可以確定的。對于那些具有較少波瓣的段，用FLAWCLAS4進(jìn)行分析就足夠了。因為這些段不與頻率3標(biāo)記圖重疊，也就不需要TSCLASS4分析。
SCANLOBE4子程序161將MULTCLASS4標(biāo)記圖分離為它的分量標(biāo)記圖，并將這些分量標(biāo)記圖傳遞到FLAWCLAS4作管裂痕分析?？墒?，只對不存在頻率2和頻率3相重疊的MULTCLAS4標(biāo)記圖調(diào)用SCANLOBE4。不存在這種重疊表明在支撐板或管板的附近沒有形成標(biāo)記圖，因此不需用TSCLA-SS4分析。
由SCANLOBE4抽取MULTCLAS4標(biāo)記圖的分量標(biāo)記圖，方法是根據(jù)它們的相位角將其波瓣分組。與標(biāo)記圖相位角不同波瓣相位角是從正向X軸到最大波瓣點和其現(xiàn)在原點之間的線段而不是端點之間的線段進(jìn)行逆時針測量的角。為抽取分量標(biāo)記圖，MULTCLAS4標(biāo)記圖的波瓣1被設(shè)置為第一分量標(biāo)記圖的第一波瓣或基本波瓣;同樣，其相位角被設(shè)置為基本相位角。緊挨在基本波瓣之后并且其相位角在基本相位角的15度之內(nèi)的相繼波瓣被組成同一標(biāo)記圖，并將標(biāo)記圖的出發(fā)點和返回點存儲起來。
當(dāng)子程序SCANLOBE4遇到一個相位角大于基本相位角的15度的波瓣時，它被認(rèn)做一個新標(biāo)記圖的第一波瓣。對于新標(biāo)記圖來說，該波瓣成為新的基本波瓣，并且其相位角成為新的基本相位角。對MULTCLAS4標(biāo)記圖的剩余波瓣繼續(xù)進(jìn)行同樣的分離。
SCANMIX4子程序163也將MULTCLAS4標(biāo)記圖分離為它的分量標(biāo)記圖。除了在SCANMIX4分析混頻，頻率5和數(shù)據(jù)，并將分量標(biāo)記圖傳遞到MIXCLASS4的時候，SCANLOBE4分析頻率1數(shù)據(jù)，并將分量標(biāo)記圖傳遞給FLAWCLAS4子程序137之外，SCANMIX4與SCANLOBE4是相同的。
POSTANAL子程序162所執(zhí)行的任務(wù)是早先討論的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)特性的管中的位置和這種結(jié)構(gòu)的已知物理位置，而該結(jié)構(gòu)特性的管中位置是基于渦流數(shù)據(jù)的時間確定的。然后，根據(jù)這些已知的物理特征可以確定缺陷的物理定位，例如裂痕，凹痕等等。也可以根據(jù)子程序調(diào)用的物理定位將某些跡象再分類。例如，根據(jù)發(fā)生位置將一次怪球(odd bull)調(diào)用再分類為管板噪音或管噪音，與探測器晃動相配的凹痕調(diào)用也可以照此再分類。
在管支撐板和管板唯一定位標(biāo)識之后，子程序ANALYZE4調(diào)用子程序IGACLAS4。該子程序在未深擴(kuò)展進(jìn)管板的管子的未擴(kuò)展部分中查找內(nèi)在粒狀破壞或腐蝕。IGA探測的分析間隔一端設(shè)置在從漸變點向內(nèi)50點，如果這一端是由TRANSCLASS4探測到的，另一端是設(shè)在管板頂部向內(nèi)50個點。另一方面，如果沒有檢測出漸變區(qū)，則該間隔的相應(yīng)端點被選作從管端口向內(nèi)150點。分析這個間隔中的相應(yīng)的頻率7信號(200千赫茲絕對信號)將兩個最大點定位，并確定該信號漂移的性質(zhì)。根據(jù)頻率7信號Y分量的正漂移，負(fù)漂移和非均勻漂移標(biāo)識IGA的三種類型。
ECWRT子程序165構(gòu)成并打印出“檢驗分析結(jié)果”表(INSPECTLON ANALYSIS RESULTS)。該表標(biāo)識工廠主，所檢測的裝置和蒸汽發(fā)生器，以及檢測日期等項目。它還標(biāo)識被檢測的管道，校準(zhǔn)記錄參考，混頻及系數(shù)，噪聲園半徑，和探測器晃動橢圓旋轉(zhuǎn)角及其它項目。它還對每次調(diào)用列出標(biāo)記圖起始及結(jié)束的數(shù)據(jù)點，標(biāo)記圖特征，其相位角和幅值，記錄標(biāo)記圖時的頻率，最大數(shù)據(jù)點，噪聲信號值等。
根據(jù)標(biāo)記圖的相位角以及在計算機(jī)中存儲的與透入深度相關(guān)的已知特性曲線，PERFLAW子程序166計算每個裂痕的透入深度。
ASCFREQ子程序167產(chǎn)生出寫進(jìn)“結(jié)果分析表”(RESULTS ANALYSIS TABLE)的頻率標(biāo)識字符串，該表由子程序ECWRT構(gòu)成并打印。
在描述了各個子程序之后，從圖9至圖13所陳述的分析過程的流程圖中可以更加完整地理解本發(fā)明。圖9所示ANALYZE4子程序129的流程圖控制了分析程序的全部流程。如框169所示，如果頻率2標(biāo)記圖或壓縮的信號小于200個數(shù)據(jù)點長度，則調(diào)用MAXIMUM4子程序139，使用頻率2限制和頻率3數(shù)據(jù)來確定標(biāo)記圖的最大幅值。如果頻率3幅值大于框171中確定的0.2伏，表示該標(biāo)記圖可能表示一個管外結(jié)構(gòu)，然后調(diào)用TSCLASS4子程序133和MIXCLASS4子程序135。如果頻率3幅值等于或小于0.2伏，則調(diào)用FLAWCLAS4子程序137。另一方面，如果所檢驗的標(biāo)記圖大于200個數(shù)據(jù)點長度，如在框169中所確定的，則調(diào)用MULTCLAS4子程序131分析重疊標(biāo)記圖。在該處理過程分析了全部標(biāo)記圖之后，按照框173中所指示的，調(diào)用子程序ANALYZE4以計算蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)，然后調(diào)用IGACLAS4子程序175。
如圖10所示，TSCLASS4子程序133被子程序ANALYZE4調(diào)用之后在框177將內(nèi)部TS標(biāo)志設(shè)置為真(TRUE)，表示該結(jié)構(gòu)是管支撐物型(即管支撐板或管板)，并將TSUPT標(biāo)志設(shè)置為偽(FALSE)，表示在這時標(biāo)記圖還沒有被標(biāo)識為支撐板。然后調(diào)用MAXIMUM4子程序139，利用頻率2限制確定頻率3的幅值。子程序MAXIMUM4調(diào)用SLOPE4子程序147，以便確定該標(biāo)記圖的相位角。如果頻率3幅值小于框179定義的1伏，則再次調(diào)用MAXIMUM4子程序139，這次要利用頻率4的數(shù)據(jù)和頻率2的限制來確定頻率4的幅值。如果頻率4幅值大于框181定義的0.40伏，則該標(biāo)記圖被標(biāo)識為框183中的防振板，并按框185所指示的調(diào)用子程序FLAWINAVB，對標(biāo)記圖作進(jìn)一步分析，確定是否在防振板位置上可能出現(xiàn)裂痕。如果頻率4幅值小于0.40伏，則標(biāo)記圖被標(biāo)識為信號框187中的“怪球”?！肮智颉睒?biāo)志被指定為良好標(biāo)記圖，它不適于任何已知類型。
返回到框179，如果頻率3信號的幅值大于1伏，則在框189中檢驗頻率3標(biāo)記圖的相位角。如果相位角在70～110度之間，且其幅值大于框191中定義的4.40伏，則框193中的TSFLAG標(biāo)志被置偽(FALSE)。在任何情況下，只要調(diào)用MAXSIGY4子程序158，并利用頻率2限制和頻率4數(shù)據(jù)，則將在框197中計算在頻率4的頻率2限制前后的50個點的絕對值。如果這些點上頻率4的信號小于或等于3伏，頻率3幅值大于4.4伏，并且其相位角在框199中經(jīng)TSFLAG檢驗確定為70～110度之間，則TSUPT在框201中被置為TRUE，而標(biāo)記圖被標(biāo)識為框203中的管支撐物。如果頻率4數(shù)據(jù)的頻率2限制前后的50個點的絕對值大于3伏，但頻率3標(biāo)識圖的幅值小于或或等于框205中確定的17.60伏，或如果框199中的TSFLAG標(biāo)志是偽，則該圖象被暫時表示為207中的變形管支撐物。為進(jìn)一步檢驗，調(diào)用MAXIMUM4，利用頻率3限制確定頻率2標(biāo)記圖的幅值。如果頻率2幅值小于框209中定義的2.50伏，頻率4幅值小于4伏，而頻率3相位角小于框211中定義的70度，則該圖象在框213中被再分類為一個怪球;否則在框215中被確認(rèn)為一個變形的管板。如果頻率2數(shù)據(jù)的幅值小于2.5伏而頻率4幅值大于框217中定義的3.5伏，則該標(biāo)記圖在框219中被確認(rèn)為一個變形的管支撐板?？墒牵绻l率4信號的幅值小于或等于3.5伏，則標(biāo)記圖在框221中2表征為防振板，并調(diào)用FLAWINAVB子程序152作標(biāo)記圖的進(jìn)一步分析。
如果框197中定義的頻率4信號的頻率2限制前后的50個點的絕對值大于3伏，表示信號水平的大漂移，則在框223中檢測頻率4幅值。如果該幅值大于15伏，則標(biāo)記圖在框225中被標(biāo)識為管端口，可是，這還要在框227中測量頻率4的相位角進(jìn)行確認(rèn)。如果相位角在140～175度之間，則該標(biāo)記圖在框229中被確認(rèn)為管端，否則將調(diào)用MAXIMUM4，利用頻率2和頻率3限制對頻率3幅值和相位角進(jìn)行測量。如果此幅值如框231所示大于16.5伏，且相位角在145～175度之間，則該標(biāo)記圖在框233中被確認(rèn)為管端;否則被當(dāng)作錯誤信號忽略。
如果頻率4信號的幅值小于框223中定義的15伏，則將頻率2限制之上的頻率4的50個點的平均值與頻率2限制之下的頻率4的50個點的平均值進(jìn)行比較。如果限制之上的點的平均值超過那些限制之下的，并且頻率3相位角在框237中定義的70～110度之間，則該標(biāo)記圖在框239中被表征為管的入口側(cè)的管板A。如果相位角不在這些限制之內(nèi)，則該標(biāo)記圖在框241中被標(biāo)識為變形的管板
同樣，如果平均信號移動是反方向的，且頻率3相位角在框24
定義的70～110度之間，則該標(biāo)記圖在框245中被標(biāo)識為管板B;否則，該標(biāo)記在框247中被標(biāo)識為變形的管板B。
TSCLASS4子程序133對大幅值信號作如下分析，ANALYZE4子程序129調(diào)用MIXELASS4子程序135，確定是否存在與大的外徑信號有關(guān)的任何裂痕或凹痕。作為第一步，在圖11的框249中，該子程序?qū)TRANS置零，并將SUPRES置偽(FALSE)。JTRANS是一個標(biāo)志，它指示出被調(diào)用的子程序所執(zhí)行的分析類型。如果它的值為零，則子程序只檢測裂痕。值為1時，只檢測凹痕，而值為-1時，檢測裂痕和凹痕。標(biāo)志SUPRES為真(TRUE)時，標(biāo)識標(biāo)記圖為支撐物殘余的信號。MIXCLASS4利用具有頻率2限制的頻率5，或混頻數(shù)據(jù)，檢測混頻信號的幅值。如果該幅值大于框251和253中定義的160伏，且標(biāo)記圖相位角在15度～160度之間，則它在框255中被標(biāo)識為一個管端?？墒牵绻笤诳?57中定義的那樣，這是一個不具深度擴(kuò)展的管子，則需作進(jìn)一步檢測，以確定是否存在任何裂痕或凹痕。深度擴(kuò)展意即管子被擴(kuò)展進(jìn)管板的全部厚度。管子的直徑從正常尺寸到擴(kuò)展尺寸的變化產(chǎn)生出一個漸變段信號。對于具有深度擴(kuò)展的管子，在其最大點，利用頻率2限制在框259中檢測混頻幅值。如果該幅值大于20伏，調(diào)用TRANSCLASS查找裂痕(J＝0)。如果該幅值小于20伏，則調(diào)用SCANSLP4對裂痕檢驗混頻。
返回到框253，如果混頻標(biāo)記圖的幅值低于160伏，或相位角不在15～160度之間，則調(diào)用TRANSCLASS，只檢測混頻中的凹痕。隨后，或如果該混頻的幅值小于框251中確定的20伏，則在框261中檢測TSUPT標(biāo)志。如果該標(biāo)志是TRUE，而且通過檢測知道裂痕信號與支撐板相符，從而在框162已將標(biāo)記圖標(biāo)識為支撐板殘余，則SUPRES標(biāo)志在框265中被置為TRUE，并且利用頻率2限制的頻率1的相位角在框267中被檢驗。如果該相位角在105～155度之間，則調(diào)用SCANSUPT，對裂痕檢驗頻率3和頻率1信號。如果頻率1信號在這些限制之外，則標(biāo)記圖在框269中被標(biāo)識為變形的支撐板，且SURRES標(biāo)志在框271中被置為FALSE。
無論框261中的TSUPT標(biāo)志是TRUE或是FALSE，都調(diào)用FLAWCHK子程序155對裂痕作進(jìn)一步檢測。如果該程序未發(fā)現(xiàn)框273中所指示的裂痕，則退出程序MIXCLASS4?？墒?，如果找到了裂痕，則確定框275中頻率5信號的旋轉(zhuǎn)方向，以便進(jìn)一步分析。如果是逆時針旋轉(zhuǎn)，則信號在框276中被表征為凹痕。如旋轉(zhuǎn)是順時針的，則在框279中標(biāo)識為內(nèi)徑噪聲。在兩種情況下都調(diào)用SIGWIDTH分析頻率5信號。如同在框281中定義的，如果該信號寬度大于噪聲半徑的二分之一，則調(diào)用SCANSLP4，利用頻率2限制對裂痕檢驗頻率5標(biāo)記圖;否則退出該程序。
圖12所示為FLAWCLAS4子程序137的流程圖，當(dāng)頻率3信號的幅值小于0.2伏時，ANALYZE4子程序129調(diào)用子程序FLAWCLAS4。該子程序開始執(zhí)行時將框283中的TSUPT標(biāo)志置為FALSE，并設(shè)框285中的MULTSP標(biāo)志等于2。MULTSP標(biāo)志表示調(diào)用程序所設(shè)置的條件。“2”表示應(yīng)該使用頻率1數(shù)據(jù)。然后利用頻率1數(shù)據(jù)及頻率2限制調(diào)用FLAWCHR子程序155。圖13所示為FLAWCHR子程序的流程圖。如果子程序FLAWCHR未檢測到裂痕，則由程序FLAWCLAS4找出與框287中的頻率1最大點相等的頻率2段的相位角。如果該相位角在框289中定義的10～164度之間但小于框291中確定的80度;則標(biāo)記圖在框293中被標(biāo)識為銅積垢。如果相位角在80度～164度之間，則標(biāo)識為框295中的裂痕。如果頻率2的相位角在10到164度之外，且如同框297中定義的標(biāo)記圖是逆時針旋轉(zhuǎn)的，則該標(biāo)記圖在框299中被標(biāo)識為凹痕。另一方面，如果旋轉(zhuǎn)是順時針的，則該標(biāo)記圖在框301中被標(biāo)識為內(nèi)徑噪音。對于所有這些特征，調(diào)用SIGWIDTA子程序157，并且如果信號的寬度大于框303中定義的頻率1噪音閾值幅值的二分之一，則調(diào)用SCANSLP4子程序159，以利用頻率1數(shù)據(jù)檢測裂痕。如果信號寬度不超過框303中噪音半徑的二分之一，則標(biāo)記圖被作為噪音而忽略。
圖13所示為FLAWCHR子程序155的流程圖。該子程序可被FLAWCLAS4子程序137或MIXCLASS4子程序135調(diào)用，確定裂痕是以表面凹痕，孔，還是裂縫的形式出現(xiàn)。它在框305中以調(diào)用程序所要求的頻率確定標(biāo)記圖的相位角，通常用頻率1。對于在10到170度之間的相位角，在框307中檢測幅值。具有小于噪聲圓幅值的標(biāo)記圖被作為噪聲忽略。如果該標(biāo)記圖在噪聲圓之外，則在框309中檢測標(biāo)記圖的旋轉(zhuǎn)。如果是順時針旋轉(zhuǎn)，并且框311中的AVB標(biāo)志是TRUE，則該標(biāo)記圖在框313中被標(biāo)識為防振板上的裂痕。如果AVB標(biāo)志被置FALSE，并且如果調(diào)用程序正在檢驗框315中確定的400千赫茲信號，則標(biāo)記圖被框317標(biāo)識為內(nèi)徑裂痕;或如果調(diào)用程序正在分析混頻(MULTSP＝1)，則標(biāo)記圖在框319中被標(biāo)識為一個混合殘余。
如框309所確定的，如果標(biāo)記圖是逆時針旋轉(zhuǎn)的，且框321中的AVB標(biāo)志是TRUE，則標(biāo)記圖在框323被認(rèn)作是防振板上的裂痕?？墒?，如果AVB標(biāo)志是FALSE，但框325中的SUPRES標(biāo)志是TRUE，則對于逆時針旋轉(zhuǎn)標(biāo)記圖在327被標(biāo)識為管支撐板殘余。如果AVB標(biāo)志和SUPRES標(biāo)志都不是TRUE，則該標(biāo)記圖在329被標(biāo)識為裂痕。
如果MIXCLASS4子程序135在331調(diào)用子程序FLAWCHR(MULTSP＝0)，則調(diào)用SCANSLP4子程序159，以調(diào)用程序的頻率(ICHNL)檢測凹痕。
如果被檢驗標(biāo)記圖的相位角超出框305指示的10度到170度的范圍，但框333的AVB標(biāo)志是TRUE，則該標(biāo)記圖在335被標(biāo)識為AVB裂痕。如果AVB標(biāo)志被置FALSE，但是337中確定的信號幅值大于噪聲圓的220%，則框339中的NOFLAW標(biāo)志等于TRUE。對于幅度小于噪音圓幅值的220%的信號，則MAXSIGY4子程序158檢測使用頻率2限制的頻率5的Y分量幅值。如果該幅值大于如341中定義的噪音圓幅值的二分之一，則調(diào)用SCANSLP4檢測頻率5標(biāo)記圖查找裂痕;否則信號被當(dāng)作噪音忽略。
由子程序ANALYZE4找出的大于200個數(shù)據(jù)點的標(biāo)記圖被MULTCLAS4子程序131分解為分量標(biāo)記圖。該子程序在圖13中給出。如果在框341中頻率3信號不與頻率2信號重疊，則調(diào)用SCANLOBE4子程序161。SCANLOBE4將那些在正負(fù)15度范圍內(nèi)的波瓣組合成分離的標(biāo)記圖，以便FLAWCLASS子程序137作分析。
對重疊頻率2信號的頻率3的段進(jìn)行順序分析，首先在343確定頻率3的段是否大于200個數(shù)據(jù)點長度。如果不是，則由TSCLASS4子程序133進(jìn)行分析，并再由該子程序調(diào)用SCANMIX4子程序163。大于200個數(shù)據(jù)點長度的頻率3的段在345中被分解為每段200個數(shù)據(jù)點的較小段。由MAXIMUM139計算的子段的幅值在347中檢測。如果該幅值小于1伏，則該子段由TSCLASS4子程序133進(jìn)行分析，此后再調(diào)用SCANMIX4子程序163。如果在347中定義的該子段的幅值大于1伏，則在框349中進(jìn)行檢測，確定該子段的端點是否在子段最大幅值點的20個數(shù)據(jù)點之內(nèi)。如果不是，或即使是但子段小于100個數(shù)據(jù)點長度，如同在框351中定義的那樣，則由TSCLASS4和SCANMIX4分析子段，查找裂痕類特征?？墒?，當(dāng)最大點在大于100個點長度的子段的結(jié)尾的20個點之內(nèi)時，外加的100個點在框353中被加進(jìn)該段，且擴(kuò)展的子段被作為一個新的子段檢驗。采用這一過程是因為將頻率3的段任意分別成200個數(shù)據(jù)點長度的子段可能導(dǎo)致在1個段中具有兩個波瓣的部分。
當(dāng)頻率3的全部段被分析之后，頻率2的段未被頻率3信號重疊的剩余段在框355中記錄下來。然后，利用未測試的頻率2限制和頻率1數(shù)據(jù)，調(diào)用MAXIMUM4。如果357中定義的未測試的頻率2的段大于1000個數(shù)據(jù)點長度，則由SCANLOBE4將頻率1信號分解為分量標(biāo)記圖;否則由SCANSLP4分析頻率1信號，查找裂痕。
盡管詳細(xì)描述了本發(fā)明實施例，但本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域：
中的一般技術(shù)人員仍可根據(jù)本發(fā)明所描述的技術(shù)對其進(jìn)行各種變形和修改。因此，所述實施方案僅為說明本發(fā)明的原理，并不對權(quán)利要求
構(gòu)成限制。
權(quán)利要求
1.一種用計算機(jī)對管狀熱交換器的被測管道的渦流測試數(shù)據(jù)進(jìn)行輔助分析的方法，所述數(shù)據(jù)用一通過熱交換器管子的渦流探測器測取的數(shù)據(jù)以間隔點的形式記錄在正交通道中，包括以下步驟將間隔數(shù)據(jù)點的渦流數(shù)據(jù)存到使用數(shù)字點信號的程序數(shù)字計算機(jī)中的數(shù)據(jù)陣列里；其特征在于運行數(shù)字計算機(jī)逐點檢查陣列中的數(shù)據(jù)以標(biāo)識所述數(shù)據(jù)點信號具有較高幅值的波瓣；運行數(shù)字計算機(jī)將波瓣分為標(biāo)記圖，它表征(1)被測管子周圍的結(jié)構(gòu)特性(2)在所述管子中的任何缺陷或剝蝕；將一組定則存在數(shù)字計算機(jī)中，該組定則作為函數(shù)表征(1)所述標(biāo)記圖的所選特性，(2)管子周圍的結(jié)構(gòu)特性，(3)在管子中的缺陷；及運行數(shù)字計算機(jī)將所述定則用于所述標(biāo)記圖以標(biāo)識結(jié)構(gòu)特性和缺陷，并產(chǎn)生標(biāo)識結(jié)構(gòu)特性和所標(biāo)識缺陷的輸出。
2.權(quán)利要求
1所述的計算機(jī)輔助分析方法，其中，所述的運行數(shù)字計算機(jī)檢查數(shù)據(jù)以標(biāo)識波瓣的步驟包括將閾值存在數(shù)字計算機(jī)中并運行數(shù)字計算機(jī)以逐點順序?qū)?shù)字信號和閾值相比較，并將波瓣標(biāo)識為信號的幅值超過閾值的順序的數(shù)據(jù)點。
3.權(quán)利要求
2所述的計算機(jī)輔助分析方法，其中，所述閾值包括噪聲園的正交分量，而且其中的比較步驟包括從每個數(shù)據(jù)信號的正交分量中生成數(shù)據(jù)矢量并將數(shù)據(jù)矢量的幅值與噪聲園的半徑相比較。
4.權(quán)利要求
3所述的計算機(jī)輔助分析方法，包括運行數(shù)字計算機(jī)以生成至少某些數(shù)據(jù)信號的一個平均值，并且該噪聲園以所述平均值為中心。
5.權(quán)利要求
4所述的計算機(jī)輔助分析方法，其中，所述平均值是一個可變平均值，它包括由被檢查數(shù)據(jù)信號的值所順序調(diào)整的選定數(shù)目數(shù)據(jù)信號的初始平均值。
6.權(quán)利要求
4所述的計算機(jī)輔助分析方法，其中，對一個軸加權(quán)后的閾值因子用于每點的渦流數(shù)據(jù)的正交分量以供與噪聲園的半徑比較用。
7.權(quán)利要求
2所述的計算機(jī)輔助分析方法，其中，運行數(shù)字計算機(jī)將所述波瓣組合為標(biāo)記圖的步驟包括運行數(shù)字計算機(jī)對波瓣間的數(shù)據(jù)點計數(shù)并將位于預(yù)定數(shù)目數(shù)據(jù)點范圍內(nèi)的那些波瓣組合為一個標(biāo)記圖。
8.權(quán)利要求
7所述的計算機(jī)輔助分析方法，還包括運行數(shù)字計算機(jī)對每個標(biāo)記圖進(jìn)行數(shù)據(jù)點計數(shù)，將具有多于預(yù)定數(shù)目數(shù)據(jù)點的標(biāo)記圖分為分量標(biāo)記圖并將所述定則用于所述分量標(biāo)記的步驟。
9.權(quán)利要求
8所述的計算機(jī)輔助分析方法，其中，將一個標(biāo)記圖分解為分量標(biāo)記圖的步驟包括運行數(shù)字計算機(jī)確定所述標(biāo)記圖的波瓣的相位角，并將具有預(yù)定相位角關(guān)系的波瓣組合為分量標(biāo)記圖。
10.權(quán)利要求
9所述的計算機(jī)輔助分析方法，其中，將波瓣組合為分量標(biāo)記圖的步驟包括運行數(shù)字計算機(jī)以標(biāo)記圖的一端開始順序建立一個第一波瓣作為基本波瓣，并將相位角在基本波瓣的預(yù)定角度范圍內(nèi)的所有波瓣組合為獨立的分量標(biāo)記圖。
11.權(quán)利要求
1所述的計算機(jī)輔助分析方法，其中，至少一些所述定則包括對標(biāo)記圖相位角的評價，而且，其中的相位角由運行數(shù)字計算機(jī)來確定標(biāo)記圖最大幅值的端點并測量連接端點的線段和正交分量的參考軸之間的角度。
12.權(quán)利要求
11所述的計算機(jī)輔助分析方法，其中，運行數(shù)字計算機(jī)確定標(biāo)記圖最大幅值的端點是通過選擇一個數(shù)據(jù)點作為一個端點并通過決定另一端點作為在正交分量的X-Y平面中從所述端點起最大距離的點，然后通過確定最遠(yuǎn)離所述的另一端點的點作為一個端點的新位置，并重復(fù)確定該點和另一端點的新位置的步驟，直至發(fā)現(xiàn)該點和其他端點之間的最大距離。
13.權(quán)利要求
1所述的多頻渦流測試數(shù)據(jù)的計算機(jī)輔助分析方法，其中，存儲渦流數(shù)據(jù)的步驟包括將間隔數(shù)據(jù)點的多頻渦流數(shù)據(jù)存在程序數(shù)字計算機(jī)的數(shù)字陣列中;其中，運行數(shù)字計算機(jī)的步驟包括運行數(shù)字計算機(jī)逐點檢查數(shù)據(jù)陣列中的數(shù)據(jù)以標(biāo)識超過預(yù)定閾值的順序數(shù)據(jù)點為波瓣，將預(yù)定數(shù)目的數(shù)據(jù)點中的波瓣都組合為標(biāo)記圖，以及對每個標(biāo)記圖計算確定標(biāo)記圖的數(shù)據(jù)點數(shù)量，對少于預(yù)定數(shù)目的數(shù)據(jù)點確定的標(biāo)記圖應(yīng)用預(yù)定定則將其分類到結(jié)構(gòu)特性，管子缺陷和無關(guān)信號定義的組之一中;對于多于所述預(yù)定數(shù)量數(shù)據(jù)點的標(biāo)記圖，用其他預(yù)定判別標(biāo)準(zhǔn)將標(biāo)記圖分解成分量標(biāo)記圖，然后對其應(yīng)用預(yù)定定則將每個分量標(biāo)記圖分類為結(jié)構(gòu)特性，管子缺陷和無關(guān)信號定義的組之一。
14.權(quán)利要求
13所述的方法，其中，運行數(shù)字計算機(jī)應(yīng)用其他預(yù)定判別標(biāo)準(zhǔn)將多于所述預(yù)定數(shù)目數(shù)據(jù)點確定的一個標(biāo)記圖進(jìn)行分解的步驟，包括計算在這樣一個標(biāo)記圖中的每個波瓣的相位角，并將預(yù)定相位角范圍之內(nèi)的順序波瓣組合成為分量標(biāo)記圖。
15.權(quán)利要求
14所述的方法，其中，運行數(shù)字計算機(jī)分解多于所述的預(yù)定數(shù)目數(shù)據(jù)點的標(biāo)記圖的步驟包括，運行數(shù)字計算機(jī)標(biāo)識所述多頻渦流數(shù)據(jù)的第一選定頻率中的標(biāo)記圖段，這些段與第二所選頻率中的一個標(biāo)記圖段相重疊;并用所述預(yù)定定則把少于預(yù)定數(shù)目數(shù)據(jù)點的第一頻率的重疊段分類到結(jié)構(gòu)特性、管子缺陷和無關(guān)信號組之一;把多于選定數(shù)目數(shù)據(jù)點的第一頻率重疊段分為選定數(shù)量數(shù)據(jù)點的子段，然后把所述預(yù)定定則用于所述重疊子段以便將它們分類到結(jié)構(gòu)特性，管子缺陷和無關(guān)信號組之一。
16.權(quán)利要求
15所述的方法，其中，分離第一頻率重疊段的步驟包括運行數(shù)字計算機(jī)確定子段的最大幅值，確定所述最大幅值發(fā)生處的數(shù)據(jù)點和所述子段端點之間的數(shù)據(jù)點數(shù)量，當(dāng)所述子段的端點位于最大點的預(yù)定數(shù)目數(shù)據(jù)點內(nèi)時，調(diào)節(jié)所述子段中的數(shù)據(jù)點數(shù)量。
17.權(quán)利要求
15所述的方法，包括運行數(shù)字計算機(jī)將選定的定則用于沒有由第一頻率標(biāo)記圖的段所覆蓋的第二頻率標(biāo)記圖的每段，以便將它們分類到管子缺陷和無關(guān)信號組之一的步驟。
18.權(quán)利要求
17所述的方法，包括在區(qū)分第二頻率標(biāo)記圖的無重疊段之前，運行數(shù)字計算機(jī)，通過將位于給定角度范圍之內(nèi)的連續(xù)波瓣組合成分量標(biāo)記圖對數(shù)據(jù)點多于預(yù)定數(shù)目的這些段進(jìn)行分離，然后對該分量標(biāo)記圖應(yīng)用所述的某些預(yù)定定則將其分類到指定的結(jié)構(gòu)特性，管子缺陷和無關(guān)信號組之一。
19.權(quán)利要求
13所述的方法，其中，將預(yù)定定則用于數(shù)據(jù)點少于預(yù)定數(shù)目的標(biāo)記圖的步驟包括運行數(shù)字計算機(jī)計算所述標(biāo)記圖的幅值，應(yīng)用預(yù)定定則將幅值大于預(yù)選值的標(biāo)記圖分類到結(jié)構(gòu)特性和無關(guān)信號的指定組之一;應(yīng)用預(yù)定定則將幅值小于所述預(yù)選值的標(biāo)記圖分類到管子缺陷和無關(guān)信號的指定組之一。
20.權(quán)利要求
19所述的方法，進(jìn)一步包括運行數(shù)字計算機(jī)對選定區(qū)域中歸為結(jié)構(gòu)特性的標(biāo)記圖逐點進(jìn)行檢查，以便從中抽取分量標(biāo)記圖并運用所述的預(yù)定定則到所述分量標(biāo)記圖，從而將它們分類到管子缺陷和無關(guān)信號的選定組之一。
21.權(quán)利要求
1所述的從渦流測試數(shù)據(jù)中逐點進(jìn)行標(biāo)識的計算機(jī)輔助分析方法，其中，在鄰近結(jié)構(gòu)特性處出現(xiàn)的裂痕產(chǎn)生大于該裂痕的標(biāo)記圖，其中，運行數(shù)字計算機(jī)的步驟包括運行數(shù)字計算機(jī)以便選擇順序數(shù)據(jù)點作為較大標(biāo)記圖的分量部分，在這部分上，該標(biāo)記圖的幅值變化率小于一預(yù)定值;測量該標(biāo)記圖所述選定部分的相位角和幅值;將滿足包括相位角和幅值的預(yù)定判定準(zhǔn)則的較大標(biāo)記圖的那些選定部分標(biāo)識為裂痕表示。
22.權(quán)利要求
21所述的方法，其中，以幾種頻率將渦流數(shù)據(jù)以正交方式逐點進(jìn)行記錄，其中，運行數(shù)字計算機(jī)以便標(biāo)識通過利用第一頻率記錄的渦流數(shù)據(jù)的所述另一特性產(chǎn)生的標(biāo)記圖的數(shù)據(jù)點限制;只在所述的第一頻率標(biāo)識的數(shù)據(jù)點限制內(nèi)選擇第二頻率中所述較大標(biāo)記圖的所述分量部分。
23.權(quán)利要求
21所述方法，其中，運行數(shù)字計算機(jī)確定所述較大標(biāo)記圖的最大幅值所在處的數(shù)據(jù)點，并在該最大幅值所在處的數(shù)據(jù)點預(yù)定數(shù)目范圍內(nèi)選擇所述較大信號的分量部分。
24.權(quán)利要求
21所述的方法，其中，所述較大標(biāo)記圖的分量部分是由運行計算機(jī)如此選定的逐段構(gòu)成在所述標(biāo)記圖中的順序預(yù)定數(shù)目數(shù)據(jù)點之間延伸的直線段;確定每一所述段的相位角;將相位角在預(yù)定角度范圍內(nèi)的相繼段組合為該標(biāo)記圖的選定部分分。
25.權(quán)利要求
21所述的方法，其中，較大信號的分量部分是由運行計算機(jī)如此選定的;根據(jù)每三個數(shù)據(jù)點組構(gòu)成一個三角形;確定所述的每個三角形的面積并將其與閾值面積進(jìn)行比較;將組成三角形-其面積小于閥值面積一的數(shù)據(jù)點之間延伸的標(biāo)記圖的相繼段組合為該標(biāo)記圖的所述選定部分。
專利摘要
從數(shù)據(jù)輸入到產(chǎn)生最終報告，計算機(jī)對蒸汽發(fā)生器的管道進(jìn)行完整的渦流分析。計算機(jī)抽取數(shù)據(jù)中的管道損傷及各種結(jié)構(gòu)特性產(chǎn)生的標(biāo)記圖，將復(fù)合標(biāo)記圖分解成它們的分量部分，并通過應(yīng)用一組級聯(lián)經(jīng)驗定則對每一標(biāo)記圖進(jìn)行分類。表示結(jié)構(gòu)特性的標(biāo)記圖被仔細(xì)檢查以決定其附近的管子故障的存在。后處理程序關(guān)聯(lián)指示的位置從而可以根據(jù)到固定結(jié)構(gòu)的距離給出故障位置。
文檔編號G21C17/003GK87104369SQ87104369
公開日1988年3月16日 申請日期1987年6月23日
發(fā)明者瓦倫·羅伯特·詹克爾, 羅納德·漢特·英格拉漢姆, 馬斯坦·阿塔爾, 喬治·阿蘭·薩瓦治, 戴維·亞歷山大·波恩, 雷蒙德·保爾·卡斯特內(nèi)爾, 布魯斯·約瑟夫·塔薩萊克 申請人:西屋電氣公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan