[發(fā)明專利]金屬管道漏磁信號封閉式檢測裝置及數(shù)據(jù)高速傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110095719.4
• 申請日: 2011-04-15
• 公開（公告）號: CN102735746A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林偉國;王宗昊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號: G01N27/83
• 分類號: G01N27/83
• 代理公司: 北京金富邦專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11014
• 代理人: 揭玉斌

1.一種金屬管道漏磁信號封閉式檢測裝置，其特征在于，包括檢測單元，以及數(shù)據(jù)采集處理單元，其中：

所述檢測單元，設(shè)置為具有凹型前端的印刷電路板，用于通過設(shè)置于所述印刷電路板兩面封閉式布置的多路磁阻傳感器對所述金屬管道進行漏磁信號感測，通過CPLD控制高速A/D進行多路信號并行高速采樣，通過D/A轉(zhuǎn)換器和V/I轉(zhuǎn)換器，把采樣得到的多路漏磁信號，以三線制4-20mA變送形式，順序地傳輸給數(shù)據(jù)采集處理單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬管道漏磁檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測單元采用固定檢測步長的方法進行漏磁感測；

在所述檢測單元采用固定檢測步長的方法進行漏磁感測時，所述檢測單元的印刷電路板為多塊相同尺寸的印刷電路板；多個檢測單元等間距、平行放置，且與管道表面等距離，與管道表面垂直，保證每次測量的移動距離就是兩個相鄰檢測單元之間的距離，構(gòu)成一個封閉式檢測裝置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1至2所述的金屬管道漏磁信號封閉式檢測裝置，其特征在于，所述印刷電路板設(shè)置多路磁阻傳感器，多路與磁阻傳感器相應(yīng)的放大器和多路ADC芯片，以及相應(yīng)的主控單元、DAC芯片和電壓電流轉(zhuǎn)換單元；

所述主控單元在控制ADC芯片進行多路信號采集后，將多路采樣數(shù)據(jù)經(jīng)歸一化處理后，順序輸出至DAC芯片，并控制DAC芯片工作；

DAC芯片將多路采樣數(shù)據(jù)以電壓形式順序輸出至電壓電流轉(zhuǎn)換單元；

所述電壓電流轉(zhuǎn)換單元將多路采樣數(shù)據(jù)對應(yīng)的電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至2所述的金屬管道漏磁信號封閉式檢測裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集處理單元，包括多路高速并行工作的ADC器件，第二傳輸單元和移動數(shù)據(jù)處理單元；

其中，所述ADC器件，用于采樣多個檢測單元以電流方式順序傳輸來的多路電流信號，主控單元將其還原為多路漏磁傳感信號；

所述第二傳輸單元，用于將ADC采樣得到的多路漏磁傳感信號，以SPI串行方式傳輸給所述移動數(shù)據(jù)處理單元；

所述移動數(shù)據(jù)處理單元，為嵌入式微處理器系統(tǒng)，用于根據(jù)第二傳輸單元傳輸來的多路漏磁傳感信號，計算所述多路漏磁信號的信號特征，診斷所述金屬管道的缺陷。

5.一種金屬管道漏磁檢測的印刷電路板，其特征在于，所述印刷電路板設(shè)置多路磁阻傳感器，多路與磁阻傳感器相應(yīng)的放大器和多路ADC芯片，以及相應(yīng)的主控單元、DAC芯片和電壓電流轉(zhuǎn)換單元；

所述多路磁阻傳感器，用于對所述金屬管道進行漏磁信號梯度測量感測得到多路漏磁傳感信號；

所述放大器，用于將磁阻傳感器輸入的磁阻傳感信號放大；

其中，所述ADC芯片，主控單元，DAC芯片為多路信號并行采樣單元的組成部分；所述電壓電流轉(zhuǎn)換單元為傳輸單元的組成部分；

所述多路信號并行采樣單元，用于對所述金屬管道進行多路漏磁信號的高速并行采樣；

所述傳輸單元，所述采樣處理后的磁阻傳感數(shù)據(jù)信號以一路三線制式異步串行電流通訊方式，以一路三線制4-20mA電流信號形式將所述多路信號并行采樣單元處理后的多路漏磁傳感數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換并輸送至所述數(shù)據(jù)采集處理單元。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬管道漏磁檢測的印刷電路板，其特征在于，所述印刷電路板為具有凹型前端的印刷電路板；

所述印刷電路板為兩塊及以上相同尺寸的印刷電路板；所述兩塊及以上印刷電路板按設(shè)定距離垂直方向平行等間距放置，并與被測所述金屬管道始終保持垂直。

7.一種金屬管道漏磁檢測的數(shù)據(jù)高速傳輸方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S100，檢測單元設(shè)置具有凹型前端的印刷電路板，通過設(shè)置于所述印刷電路板兩面封閉式布置的多路磁阻傳感器對所述金屬管道進行漏磁信號感測，通過CPLD控制高速A/D進行多路信號高速采樣，通過D/A轉(zhuǎn)換器和V/I轉(zhuǎn)換器，把采樣得到的多路漏磁信號，以三線制4-20mA變送形式，順序地傳輸給數(shù)據(jù)采集處理單元。

步驟S200，數(shù)據(jù)采集處理單元接收多塊檢測單元以4-20mA電流形式順序串行傳輸來的多路電流信號并還原為多路漏磁傳感信號；多路漏磁傳感信號以SPI串行方式傳輸給所述移動數(shù)據(jù)處理單元；所述移動數(shù)據(jù)處理單元計算所述多路漏磁信號的信號特征，診斷所述金屬管道的缺陷。