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龍圖騰網(wǎng)獲悉北京奧菲特智控科技有限公司申請的專利基于弧形線圈的螺紋缺陷深度和長度檢測方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN114460169B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-26發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202111292536.1，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01N27/9013；該發(fā)明授權(quán)基于弧形線圈的螺紋缺陷深度和長度檢測方法是由謝躍東;黃璞;黃波設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2021-11-03向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本基于弧形線圈的螺紋缺陷深度和長度檢測方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了基于新型弧形線圈的螺紋缺陷深度和長度檢測方法，包括以下步驟：傳感器優(yōu)化，特征提取，參數(shù)擬合，多參數(shù)反演，本發(fā)明適用于螺紋缺陷檢測技術(shù)領(lǐng)域，采用弧形T?R傳感器結(jié)構(gòu)，能夠保證每個線圈的提離距離相同，使得線圈間的互阻抗主要取絕被測鉆桿螺紋的特性，同時(shí)，采用兩激一收的工作模式，可以消除背景噪聲，并且提高缺陷檢測的靈敏度，基于有限元仿真模型，采用掃頻激勵的測量方式，提取線圈間互阻抗測量結(jié)果的特征點(diǎn)，通過擬合的方法獲得線圈間互阻抗與缺陷的長度和深度的相互關(guān)系，降低了成本，提高了測量精度及檢測效率，基于仿真的線圈間互阻抗的掃頻測量結(jié)果，采用牛頓法反演獲得鉆桿螺紋的缺陷深度和長度信息。

本發(fā)明授權(quán)基于弧形線圈的螺紋缺陷深度和長度檢測方法在權(quán)利要求書中公布了：1.基于弧形線圈的螺紋缺陷深度和長度檢測方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1：傳感器優(yōu)化，獲得對被測螺紋缺陷靈敏度較高的弧形傳感器； 對被測螺紋缺陷靈敏度較高的弧形傳感器包括兩個激勵線圈和一個接收線圈，三個線圈呈現(xiàn)弧形結(jié)構(gòu)，采用正交試驗(yàn)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的傳感器優(yōu)化算法，優(yōu)化的參數(shù)包括線圈高度、內(nèi)外徑、線圈間的距離和提離距離，h為線圈高度，r1和r2分別為內(nèi)外徑，w為每個線圈間的距離，每個線圈的提離距離均為l1；h的范圍為1mm-3mm，r1和r2的范圍分別為1mm-1.2mm和1.5mm-1.75mm，w的范圍為0.5mm-1mm；包括以下步驟： 確定影響傳感器靈敏度的參數(shù)有h、r1、r2、w和l1，并根據(jù)實(shí)際情況估計(jì)每個參數(shù)的取值范圍； 根據(jù)傳感器各參數(shù)取值范圍，對每一個參數(shù)選取5個水平開展仿真實(shí)驗(yàn)，共有55組實(shí)驗(yàn)，根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定傳感器最優(yōu)值的范圍，采用遺傳算法優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立傳感器各參數(shù)與線圈互阻抗變化的函數(shù)關(guān)系； 步驟2：特征提取，仿真確定特征點(diǎn)，包括： 設(shè)置相應(yīng)的邊界條件，保證被測金屬區(qū)域和空氣區(qū)域的磁場強(qiáng)度H、磁勢A的切向分量和渦流矢量J的法向分量連續(xù)，表示為： n×A1-A2＝01， n×H1-H2＝02， n·J1-J2＝03， 其中，磁勢A1和A2分別表示被測件與空氣表面處的磁勢，H1和H2分別為空氣區(qū)域和被測件表面處的磁場強(qiáng)度，J1和J2則分別表示空氣區(qū)域和被測件處的渦流密度； 在仿真中，被測鉆桿螺紋的材質(zhì)為不銹鋼，電導(dǎo)率為1.1×106Sm，相對磁導(dǎo)率μr＝1，網(wǎng)格采用自由剖分的方法，激勵電流設(shè)置為1A的交流電加載在所述弧形傳感器中以產(chǎn)生交變磁場，激勵采用掃頻的方式，產(chǎn)生的渦流場強(qiáng)度最大為1779.32Am2；掃頻的結(jié)果存在一個峰值點(diǎn)，該峰值點(diǎn)作為掃頻測量的特征點(diǎn)； 步驟3：參數(shù)擬合，包括： 基于仿真結(jié)果，采用多項(xiàng)式擬合的方法擬合特征點(diǎn)與缺陷參數(shù)的關(guān)系，基于鉆桿螺紋缺陷測量模型，固定缺陷的長度l，并將缺陷的深度x設(shè)置為0mm-2.5mm，步長選擇為0.5mm，根據(jù)仿真獲得的線圈間互阻抗虛部的峰值特征點(diǎn)，并采用公式4三次函數(shù)擬合： θ＝alx3+blx2+clx+e4， 采用相同的方法，固定缺陷的深度d，改變?nèi)毕莸拈L度，缺陷的長度x設(shè)置為12mm-22mm，步長設(shè)置為2mm，根據(jù)仿真獲得的線圈間互阻抗虛部的峰值特征點(diǎn)，采用公式5擬合： θ＝Adx3+Bdx2+Cdx+E5， 其中，al或Ad，bl或Bd，cl或Cd，e或E分別為擬合的三次項(xiàng)、二次項(xiàng)、一次項(xiàng)、常數(shù)項(xiàng)系數(shù)，取決于鉆桿螺紋的電磁特性和缺陷的長度或深度； 步驟4：多參數(shù)反演，采用牛頓迭代法，直接對掃頻結(jié)果反演缺陷的深度和長度，使得線圈的阻抗相對增量的模擬仿真的計(jì)算值與實(shí)測值誤差最小。

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