[發(fā)明專利]磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)儀

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110417985.4
• 申請(qǐng)日: 2011-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102520065A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐志峰;駱蘇軍;魏愛(ài)玉;俞哲旦;鄭俊翔;楊斌;江亦寧;吳瑤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州浙大精益機(jī)電技術(shù)工程有限公司
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04;G01N29/24;G01N29/36;G01N29/42
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無(wú)損檢測(cè)儀，尤其是涉及對(duì)埋于介質(zhì)中的管道或架空的鋼纜吊桿、鋼纜等進(jìn)行檢測(cè)的一種磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)儀。

背景技術(shù)

管道在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防工業(yè)中的運(yùn)輸作用及其重要，已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈，管道輸送效率高運(yùn)輸容量大，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理；建設(shè)一次投資可以長(zhǎng)期使用，投資省占地少，運(yùn)輸損耗低，并且不受到地形、地貌和氣候條件的影響。然而，工業(yè)管道一般都在非常惡劣的條件下工作，由于不可避免的腐蝕、自然作用和人為損壞等因素，管道壁厚減薄與泄漏事故頻頻發(fā)生，不僅給人們的生命、財(cái)產(chǎn)成了巨大的威脅，而且還會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境、影響生態(tài)。根據(jù)政府有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，因管道嚴(yán)重腐蝕引起的泄漏事故占事故總量的60％，但是傳統(tǒng)的檢測(cè)方法需要挖開(kāi)或拆除保溫層、防腐層，因此難以對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，即使進(jìn)行檢測(cè)，其輔助費(fèi)用(如搭腳手架等)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其檢測(cè)本身的費(fèi)用。

磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)具有單點(diǎn)激勵(lì)即可實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的長(zhǎng)距離檢測(cè)、無(wú)需耦合的非接觸式檢測(cè)、在高溫腐蝕等惡劣環(huán)境下的在線檢測(cè)與長(zhǎng)期狀態(tài)檢測(cè)、導(dǎo)波傳播方向具有雙向性等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)界得到了廣泛的應(yīng)用。專利號(hào)200710053209.4提出了測(cè)定磁致伸縮導(dǎo)波傳播距離的方法。專利號(hào)200910272923.1提出使用磁致伸縮導(dǎo)波單方向檢測(cè)方法，通過(guò)信號(hào)疊加增加信號(hào)幅值。該技術(shù)在實(shí)際檢測(cè)中需要兩個(gè)相同的接收傳感器進(jìn)行收發(fā)檢測(cè)，操作復(fù)雜，耗費(fèi)時(shí)間，在惡劣環(huán)境中對(duì)工人身體要求高。上述專利利用磁致伸縮技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要兩個(gè)傳感器，安裝麻煩，如果在惡劣條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，難以保證實(shí)驗(yàn)?zāi)苷＿M(jìn)行；同時(shí)，以上技術(shù)并未進(jìn)行時(shí)頻濾波，導(dǎo)致對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的信息獲得沒(méi)有針對(duì)性；再則，以上技術(shù)并沒(méi)有對(duì)所獲得波形進(jìn)行識(shí)別，難以判斷在缺陷的位置和大小。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服背景技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)儀，通過(guò)使用單一探頭、時(shí)頻濾波、波形識(shí)別技術(shù)進(jìn)行磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)，對(duì)管道、金屬構(gòu)件的各種缺陷進(jìn)行全方位檢測(cè)，從而快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出管道、金屬構(gòu)件的內(nèi)部裂紋和腐蝕等缺陷。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明包括上位機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，嵌入式控制系統(tǒng)和探頭部分；嵌入式控制系統(tǒng)中的信號(hào)控制與處理模塊和上位機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接，探頭部分中的線圈適配器與嵌入式控制系統(tǒng)中的功率放大模塊和前置放大模塊連接，探頭部分中的磁致伸縮帶材用環(huán)氧樹(shù)脂粘在或機(jī)械方式直接耦合在檢測(cè)管道上并進(jìn)行磁化，線圈包在磁致伸縮帶材的外面與線圈適配器與功率放大模塊連接。

所述的嵌入式控制系統(tǒng)包括由激勵(lì)信號(hào)發(fā)生單元、信號(hào)時(shí)序控制單元和回波信號(hào)處理單元組成的信號(hào)控制與處理模塊，功率放大模塊和前置放大模塊；信號(hào)控制與處理模塊中的激勵(lì)信號(hào)發(fā)生單元經(jīng)信號(hào)時(shí)序控制單元和回波信號(hào)處理單元連接后，激勵(lì)信號(hào)發(fā)生單元經(jīng)功率放大模塊與探頭部分中的線圈適配器連接連接，回波信號(hào)經(jīng)前置放大模塊和回波信號(hào)處理單元連接。

所述的激勵(lì)信號(hào)發(fā)生單元包括型號(hào)為EP4CE115F29C7N的FPGA、AD9765模塊、THS3062模塊，接收FPGA傳送來(lái)的由上位機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)置激勵(lì)信號(hào)并在信號(hào)時(shí)序控制單元作用下產(chǎn)生兩路相位相差1/4周期的激勵(lì)信號(hào)，其輸出端與功率放大模塊的輸入端相連。

所述的信號(hào)時(shí)序控制單元采用FPGA上的信號(hào)時(shí)序控制單元。

所述的回波信號(hào)處理單元的兩路回波信號(hào)的輸入端與前置放大模塊的輸出端連接，經(jīng)過(guò)AD9254模塊的處理后由FPGA經(jīng)過(guò)USB數(shù)據(jù)接口傳送到上位機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。

所述的前置放大模塊有相同的兩路，均包括三個(gè)AD817放大電路U8、U10、U11和由兩個(gè)ADA4898組成的帶通濾波器，回波信號(hào)由SIGIN輸入，通過(guò)AD817進(jìn)行三級(jí)放大，放大后的信號(hào)經(jīng)過(guò)兩塊ADA4898模塊即U2A、U2B組成的帶通濾波器，濾波后由輸出端O輸出，輸出端與回波信號(hào)處理單元的輸入端連接。

所述的功率放大模塊有相同的兩路，激勵(lì)信號(hào)發(fā)生單元的輸出端與其輸入端連接，信號(hào)由輸入端W輸入，首先經(jīng)過(guò)AD817模塊即U4電壓被放大；AD817模塊即U5、U6分別作為同相、反相單位增益放大器，把經(jīng)過(guò)模塊U4后放大后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為一路差分信號(hào)輸出至LM3886模塊即U7、u9，作為差分功率放大級(jí)，把U5、U6輸出的差分信號(hào)功率放大后從輸出端LN、LP輸出驅(qū)動(dòng)線圈。

本發(fā)明具有的有益效果是：