于电信号中，噪声无处不在。而涡流检测尤其是远场涡流检测步骤中，最令检测人员头疼而又无法避免的也莫过于噪声的变化了。如果噪声水平过高，则会造成现场采集的涡流信号无法满足数据报告分析要求，因此于数据报告采集和分析步骤中，准确判断噪声来源并及时采取措施来消除噪声是非常重要的。

 

　　信噪比的变化原因

 

　　信噪比，通常表示为SNR或S/N，是指检测人员想要获得的缺陷信号能量与背景噪声能量之间的比值。通常定义缺陷的最小可检出能量为2倍的噪声能量，即S/N=2。

 

　　于实际检测步骤中，信噪比的变化原因主要包括：检测设备、被检部件的清洁情况、所使用的电源、增益设置、滤波设置等。

 

　　数据报告采集期间信噪比的提高方法

 

　　于涡流检测步骤中，噪声可能来源于探头、仪器或者是被检工件。

 

　　其中，探头当属检测设备中对信噪比变化最大的部件。

 

　　探头对于信号的变化原因一方面取决于制造工艺的好坏与否，另一方面则存于于现场使用步骤中。而探头造成的噪声信号一般是探头与被检工件之间距离发生变化而产生的提离信号，当内穿式探头填充系数较低时，探头于被检管内易发生晃动而产生较多的提离信号。提离信号于多数涡流检测中较易与缺陷信号相区分，但是如果提离信号过多过强，则也会对信号分析造成不小的困扰。

 

　　比较好的解决方法是提高探头的填充系数并使用花瓣对中型探头。提高探头填充系数不但是能降低探头于管材中的晃动，其本身也能够提高探头的响应该灵敏度，对提高信噪比作用明显。但是过高的填充系数会造成探头推拔困难、降低探头通过能力并加剧探头磨损。而探头于过度磨损之后，则会产生电压峰值信号等噪声，严重变化检测信号质量。一般来说，填充系数保持于85%~90%，根据换热管内部洁净程度不同，检测长度于3000~7000米之后就应该该对探头进行更换。

 

　　如果被检管未被仔细彻底的清洁，其内外壁上的附着物也会对信号造成变化。

 

　　如何改善信噪比？涡流检测步骤详解

 

　　准确地说，只要是导电的附着物均会产生噪声，但是磁导率较大的附着物、尤其是铁磁性附着物所产生的噪声信号更强，对信号质量造成的变化也更为强烈。解决办法是清洁被检管，并清洁探头之后进行复检。

 

　　于检测步骤中，另一个有效提高信噪比的办法是提高激励电压增益。

 

　　但是激励电压有上限值，除了对应该涡流仪本身的限制以外，过高的激励电压会导致信号饱和以及探头线圈过热，如果探头线圈长时间处于过热状态易失效损坏；尤其是远场涡流检测中，线圈匝数较多且功率较大，更易发生因激励电压过高而导致探头损坏。很多设备为了保护探头线圈，激励电压上限一般设为10V，很多探头的设计电压也由此而来，其实，对于常规涡流检测中的bobbin探头来说，15V以内的激励电压都是可以的。

 

　　于现场采集实施步骤中，还应该注意仪器接地良好，并做好线缆屏蔽，避免仪器及线路受到电磁干扰。此外，如果有大功率设备与涡流检测仪器共用电源，也会对涡流仪器造成非常大的电噪声干扰，特别是检测人员于信号采集步骤中发现信号中有大量幅值高且相同，角度具有较强规律性的噪声时，就应该当怀疑电源可能受到变化，并排查所使用的电源箱或上游电源箱是否接有行吊、电焊机等大功率电源设备，因此于检测现场要重点关注交叉作业情况。

 

　　数据报告分析期间信噪比的提高方法

 

　　数据报告分析人员首先应该该熟悉现场作业情况，了解噪声的可能来源，并采取对应该的措施。数据报告分析阶段常用的提高信噪比的方法主要有：合适的角度标定、通道复制、滤波。

 

　　对数据报告进行合适的标定是取得良好信噪比的第一步。

 

　　数据报告的标定一方面是为了对数据报告的状态进行统一，便于对比，另一方面就是要将缺陷信号调整到我们便于观察的方向上。我们分析时所观察的长条图，通常会调整至垂直分量方向上，这是因为我们于标定时，已经经将提离信号的角度置于水平方向，而缺陷信号却有较大的分量投影于垂直方向，这样垂直方向上就获得了较高的信噪比，使我们的分析变得更加轻松和准确。

 

　　于标定之后，如果发现于一些特定角度上的噪声较为强烈，为了便于观察，我们通常可以将对应该的通道进行复制，并将复制之后的通道旋转至信噪比较高的角度上配合原通道进行观察。

 

　　这样于复制通道上排除了相应该的噪声干扰，对缺陷的定位也会更为轻松，但是需要注意的是，于发现缺陷以之后，对缺陷信号的测量应该当于原通道中进行。

 

　　图2是信号旋转前之后的对比图，左侧是旋转前的信号，因为噪声较大，已经无法直观的观察到缺陷信号的存于，右侧是对信号进行了52度旋转之后的信号，可见信噪比得到了明显的提高，能够轻松识别出缺陷的存于。

 

　　如何改善信噪比？涡流检测步骤详解

 

　　涡流检测的滤波功能主要是基于频率进行滤波，对于一些于频率上与缺陷信号区别较大的噪声是一种较为有效的抑制手段，它的实现需要使用分析软件来支持。

 

　　现于普遍使用的涡流分析软件均带有滤波功能，使用几种主要的窗函数来进行低通、高通和带通滤波。图3是一组信号于滤波前之后的对比。左侧为滤波前信号，从李萨茹图中可以观察到有明显杂波，严重变化了信号的判别；右侧是通过截止频率为167Hz的Butterworth低通滤波之后得到的信号，其李萨茹图中的信号已经经得到了较好的还原，能够较为准确的读取其幅值和相位数据报告。

 

　　如何改善信噪比？涡流检测步骤详解

 

　　于实际数据报告分析步骤中，使用滤波功能要格外注意参数设置，谨慎使用，不适当的滤波会导致数据报告中部分特征信息丢失，进而得到错误的结果。

 

　　改善信噪比方法总结

 

　　1)提高探头的填充系数并使用花瓣对中型探头，但是要注意及时更换探头；

 

　　2)加强被检管和探头的清洁；

 

　　3)提高激励电压，但是要注意其上限值；

 

　　4)于数据报告分析步骤中，标定、通道复制和滤波是提高信噪比的有效手段，但是滤波功能要谨慎使用。