Система и способ измерения дефектов в ферромагнитных материалах - заявка 2016149454 на патент на изобретение в РФ

1. Система обнаружения дефектов в ферромагнитном материале, содержащая:
множество магнитометров, размещенных вокруг поверхности ферромагнитного материала, измеряющих магнитное поле, созданное ферромагнитным материалом и генерирующих данные магнитного поля на основе измеренного магнитного поля, при этом каждый магнитометр из множества магнитометров неподвижно закреплен в положении относительно ферромагнитного материала;
построитель карты магнитного поля, генерирующий точки измерения двумерной карты данных магнитного поля, причем каждая точка измерения соответствует соответствующему местоположению на поверхности ферромагнитного материала, и представляет напряженность измеренного магнитного поля вблизи этого местоположения; и
сопоставитель с образцом, распознающий на карте множество точек измерения, соответствующих заданному пространственному образцу напряженности магнитного поля, и выдающий местоположение вблизи поверхности ферромагнитного материала, соответствующее множеству точек измерения.
2. Система по п. 1, дополнительно содержащая модуль оценки размера дефекта, оценивающий объем материала, отсутствующего в ферромагнитном материале в местоположении вблизи поверхности ферромагнитного материала на основе амплитуды параметра, представленного данными во множестве точек измерения.
3. Система по п. 2, в которой модуль оценки размера дефекта оценивает площадь отсутствующего материала на основе длины параметра, представленного данными во множестве точек измерения, в двух пространственных направлениях.
4. Система по п. 2, в которой модуль оценки размера дефекта оценивает глубину отсутствующего материала на основе оценки объема отсутствующего материала и длины параметра, представленного данными во множестве точек измерения, в двух пространственных направлениях.
5. Система по п. 1, дополнительно содержащая:
вычислитель остаточной напряженности магнитного поля, определяющий амплитуду магнитного поля, создаваемого ферромагнитным материалом в местоположении на удалении от местоположения вблизи поверхности ферромагнитного материала, на основе по меньшей мере одной из точек измерения карты; и
модуль оценки размера дефекта, оценивающий объем материала, отсутствующего в ферромагнитном материале в местоположении вблизи поверхности ферромагнитного материала, в соответствии с амплитудой данных во множестве точек измерения и амплитудой магнитного поля, созданного ферромагнитным материалом в местоположении на удалении от местоположения вблизи поверхности ферромагнитного материала.
6. Система по п. 1, в которой:
каждый магнитометр из множества магнитометров содержит три ортогонально ориентированных магнитометра;
каждая точка измерения карты представляет напряженность измеренного магнитного поля в каждом из трех ортогональных направлений и
сопоставитель с образцом распознает для каждого из трех ортогональных направлений множество точек измерения, соответствующих заданному пространственному образцу напряженности магнитного поля, и местоположение вблизи поверхности ферромагнитного материала, соответствующее множеству точек измерения, таким образом, выполняя распознавание трех местоположений вблизи поверхности ферромагнитного материала; причем система дополнительно содержит:
сумматор, вычисляющий уточненное местоположение вблизи поверхности ферромагнитного материала исходя из трех распознанных местоположений и выдающий уточненное местоположение.
7. Система по п. 1, в которой:
сопоставитель с образцом вычисляет множество значений пространственных производных исходя из точек измерения карты, и
распознает множество точек измерения, соответствующих заданному пространственному образцу напряженности магнитного поля исходя из множества значений пространственных производных.
8. Система по п. 1, в которой множество точек измерения, соответствующих заданному пространственному образцу напряженности магнитного поля, соответствует потере части ферромагнитного материала в результате коррозии или эрозии.
9. Система по п. 1, в которой множество точек измерения, соответствующих заданному пространственному образцу напряженности магнитного поля, соответствует трещине в ферромагнитном материале.
10. Способ обнаружения дефектов в ферромагнитном материале, включающий:
измерение магнитного поля, созданного ферромагнитным материалом;
генерирование точек измерения из двумерной карты исходя из измеренного магнитного поля, причем каждая точка измерения соответствует соответствующему местоположению на поверхности ферромагнитного материала и представляет напряженность измеренного магнитного поля вблизи этого местоположения;
распознавание на двумерной карте множества точек измерения, соответствующих заданному пространственному образцу напряженности магнитного поля; и
выдачу местоположения вблизи поверхности ферромагнитного материала, соответствующего множеству точек измерения.
11. Способ по п. 10, в котором измерение магнитного поля содержит размещение множества магнитометров вокруг поверхности ферромагнитного материала, в котором каждый магнитометр из множества магнитометров неподвижно закреплен в положении относительно ферромагнитного материала.
12. Способ по п. 10, в котором измерение магнитного поля включает физическое сканирование ферромагнитного материала по меньшей мере одним магнитометром при помощи перемещения по меньшей мере одного магнитометра относительно ферромагнитного материала.
13. Способ по п. 12, в котором перемещение по меньшей мере одного магнитометра относительно ферромагнитного материала включает:
размещение одномерной матрицы из по меньшей мере двух магнитометров вдоль профиля, ориентированного, по существу, перпендикулярно оси ферромагнитного материала; и
перемещение одномерной матрицы из по меньшей мере двух магнитометров вдоль оси ферромагнитного материала.
14. Способ по п. 10, дополнительно включающий оценку объема материала, отсутствующего на ферромагнитном материале в местоположении вблизи поверхности ферромагнитного материала, на основе амплитуды параметра, представленного данными во множестве точек измерения.
15. Способ по п. 10, дополнительно включающий:
определение амплитуды магнитного поля, созданного ферромагнитным материалом в местоположении на удалении от местоположения вблизи поверхности ферромагнитного материала, на основе по меньшей мере одной из точек измерения карты; и
оценку объема материала, отсутствующего на ферромагнитном материале в местоположении вблизи поверхности ферромагнитного материала, в соответствии с амплитудой данных во множестве точек измерения и амплитудой магнитного поля, созданного ферромагнитным материалом в местоположении на удалении от местоположения вблизи поверхности ферромагнитного материала.
16. Способ по п. 14, дополнительно включающий оценку площади отсутствующего материала на основе длины параметра, представленного данными во множестве точек измерения, в двух пространственных направлениях.
17. Способ по п. 14, дополнительно включающий оценку глубины отсутствующего материала на основе оценки объема отсутствующего материала и длины параметра, представленного данными во множестве точек измерения, в двух пространственных направлениях.
18. Способ по п. 10, в котором:
измерение магнитного поля включает измерение магнитного поля при помощи множества магнитометров, причем каждый магнитометр из множества магнитометров содержит три ортогонально ориентированных магнитометра;
генерирование точек измерения включает генерирование точек измерения таким образом, что каждая точка измерения карты представляет напряженность измеренного магнитного поля в каждом из трех ортогональных направлений; и
распознавание множества точек измерения, соответствующих заданному пространственному образцу, включает для каждого из трех ортогональных направлений распознавание множества точек измерения, соответствующих заданному пространственному образцу напряженности магнитного поля, и местоположения вблизи поверхности ферромагнитного материала, соответствующего множеству точек измерения, таким образом, выполняя распознавание трех местоположений вблизи поверхности ферромагнитного материала; а способ дополнительно включает:
вычисление уточненного местоположения вблизи поверхности ферромагнитного материала исходя из трех распознанных местоположений; причем:
выдача местоположения включает выдачу уточненного местоположения.
19. Способ по п. 10, дополнительно включающий:
вычисление множества значений пространственных производных на основании точек измерения карты; причем:
распознавание множества точек измерения, соответствующих заданному пространственному образцу, включает распознавание множества точек измерения, соответствующих заданному пространственному образцу напряженности магнитного поля на основании множества значений пространственных производных.
20. Способ по п. 10, в котором распознавание множества точек измерения, соответствующих заданному пространственному образцу, включает распознавание множества точек измерения, соответствующих потере части ферромагнитного материала в результате коррозии или эрозии.
21. Способ по п. 10, в котором распознавание множества точек измерения, соответствующих заданному пространственному образцу, включает распознавание множества точек измерения, соответствующих трещине в ферромагнитном материале.
22. Компьютерный программный продукт для обнаружения дефектов в ферромагнитном материале, содержащий некратковременный компьютерочитаемый носитель, имеющий хранящийся на нем компьютерочитаемый программный код, содержащий:
измерительный модуль, принимающий данные магнитного поля от множества магнитометров, размещенных около поверхности ферромагнитного материала, множество магнитометров, измеряющих магнитное поле, созданное ферромагнитным материалом и генерирующих данные магнитного поля, на основе измеренного магнитного поля, при этом каждый магнитометр из множества магнитометров неподвижно закреплен в положении относительно ферромагнитного материала;
модуль генерации точек измерения, который генерирует точки измерения двумерной карты на основании измеренного магнитного поля, при этом каждая точка измерения соответствует соответствующему местоположению на поверхности ферромагнитного материала и представляет напряженность измеренного магнитного поля вблизи местоположения;
модуль распознавания дефекта, распознающий множество точек измерения, соответствующих заданному пространственному образцу напряженности магнитного поля на двумерной карте; и
модуль выдачи местоположения дефекта, выдающий местоположение вблизи поверхности ферромагнитного материала, соответствующее множеству точек измерения.
Наверх