[發(fā)明專利]一種導(dǎo)行波檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110431101.0
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN102809601A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王彩男;周在杞;韓旭鵬;楊曙光
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州華亞電訊設(shè)備有限公司
• 主分類號: G01N27/82
• 分類號: G01N27/82
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及蒸汽發(fā)生器傳熱管的腐蝕及損傷狀況檢測領(lǐng)域，具體涉及一種導(dǎo)行波檢測裝置。

背景技術(shù)

目前，世界上公認(rèn)的用于核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管檢查的裝置是渦流檢測儀，在使用時存在需要把渦流探頭即傳感器送到被測部位，無論采用內(nèi)穿式或外套式傳感器，它們都因傳感器不同而各具特點(diǎn)。其原理是借助電磁渦流場的區(qū)別來確定缺陷位置或缺陷大小，在核電站在役檢查時，因?yàn)樵诤藣u滯留不宜過長，渦流傳感器大多使用機(jī)器人技術(shù)傳送，無法在核島內(nèi)呆太長時間。而導(dǎo)行波法在檢測時同樣使用服務(wù)機(jī)器人，因?yàn)樵撗b置中傳感器是不用送往被測部位，所以機(jī)器人的動作只要準(zhǔn)確地在管板之各U形管管口間移動，提供各管口插入功能就可以傳輸導(dǎo)行波信號，并立刻以介質(zhì)中的光速傳輸?shù)経形管的另一端，經(jīng)反射器反射返回發(fā)射管口。根據(jù)時域反射原理，或電磁波理論的反相關(guān)性論述，就可以發(fā)現(xiàn)管內(nèi)壁的缺陷及其存在貫穿性點(diǎn)腐蝕的位置。

導(dǎo)行波法在缺陷探測時，對缺陷的分辨率較高，在腐蝕小于5％時，還具有分辨率。導(dǎo)行波檢測法，在原渦流法的基礎(chǔ)上，提高了檢測速度，也相對提高了測量范圍和精度。這樣，只有在檢查核電站關(guān)鍵設(shè)備的環(huán)境條件下，快速檢測才有指標(biāo)意義；對變幻莫測和很難預(yù)料的航天飛行器液體火箭發(fā)動機(jī)管路環(huán)境，也解決了澆注液態(tài)推進(jìn)劑前的管路的檢查難題。在上述傳感器研究的基礎(chǔ)上，發(fā)明的導(dǎo)行波檢測儀，除了可以在金屬管制造廠出廠驗(yàn)收時使用，還可以應(yīng)用于在役檢查上。

該方法從蒸發(fā)器傳熱管內(nèi)必須檢查或和流體介質(zhì)恰好構(gòu)成有耗媒質(zhì)填充的圓管的客觀實(shí)際出發(fā)，獨(dú)創(chuàng)了利用導(dǎo)行波在熱交換器傳熱管中的傳輸反相關(guān)特性表象的測量、檢查整根管內(nèi)壁面上的缺陷和腐蝕狀況的新思路和新技術(shù)，但該方法在試圖進(jìn)行電磁導(dǎo)波檢查金屬管時發(fā)現(xiàn)：1)不同材質(zhì)包括鎳基合金、不銹鋼等管狀物件和儀器構(gòu)成的是同軸波導(dǎo)還是圓波導(dǎo)系統(tǒng)，實(shí)際應(yīng)用時都需要調(diào)整。如果是不同的管內(nèi)徑，則儀器所依附的傳感器必須采用不同的插入口徑，才能順利進(jìn)行有效電磁波的傳輸，達(dá)不到預(yù)期的理論定位——大口徑圓管的全覆蓋。2)同軸電纜是非平衡線，傳感器系統(tǒng)是平衡線，二者在收發(fā)連接時需要作平衡與非平衡的轉(zhuǎn)換和隔離，否則產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。3)傳感器即探頭沒有作平衡與非平衡轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)，也就是平衡與非平衡轉(zhuǎn)換不可能，嚴(yán)重的干擾信號可將微弱的反射信號完全淹沒，使檢測結(jié)果沒有意義。在有兩種或三種模式的電磁波同時存在時，不利用極化分離器和多模橢圓濾波器無法檢測出與缺陷有關(guān)的電磁波信號。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)行波檢測裝置，通過利用導(dǎo)行波的傳播及其相移量與熱交換器傳熱管缺陷之間的相關(guān)性，采用時域反射技術(shù)，求得缺陷的位置，這樣在實(shí)際檢測應(yīng)用或在役檢查時即可方便快速地確定缺陷的位置及其深度。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種導(dǎo)行波檢測裝置，包括相互電連接的傳感器、超高頻信號收發(fā)器、部分信號分析處理器、便攜式電腦顯示器；所述傳感器通過射頻電纜與所述超高頻信號收發(fā)器和所述部分信號分析處理器電連接；

所述傳感器包括漸變圓管、過渡式矩形管、耦合器主干和分支、信號輸出器、采集信號輸入器、傳感器接口一與接口二組成；所述漸變圓管的圓錐形管口完成超高頻導(dǎo)行波信號的發(fā)射和接收，并與被測傳熱金屬管口徑相適配；所述信號輸出器和采集信號輸入器內(nèi)腔加工成矩形波導(dǎo)，并在所述波導(dǎo)腔內(nèi)設(shè)有探針；所述傳感器接口一與接口二通過電纜接頭電連接；

所述超高頻信號收發(fā)器發(fā)生和輸出超高頻信號，并掃頻信號源；

所述信號分析處理器對電磁導(dǎo)行波信號進(jìn)行采集、轉(zhuǎn)換、存儲、處理和I/O功能，并將數(shù)字電路、模擬電路、信號采集和轉(zhuǎn)換電路、存儲器等集成在一塊模塊上；

所述便攜電腦顯示器為采集信號的顯示器，能完成傳熱管的時域反射信號的傳輸通訊，及便攜電源的供電和缺陷信號的顯示。

優(yōu)選的，所述漸變圓管的圓錐形端口設(shè)計(jì)成平衡線式，并與所述過渡式矩形管口徑相適配。

優(yōu)選的，所述波導(dǎo)腔相對應(yīng)的波導(dǎo)壁上加有匹配調(diào)諧螺釘。

優(yōu)選的，所述超高頻信號收發(fā)器、部分信號分析處理器和便攜式電腦顯示器組裝在一個框架內(nèi)，并根據(jù)被測傳熱金屬管口徑選取對應(yīng)的超高頻信號頻段范圍。

優(yōu)選的，所述便攜電腦顯示器為采集信號的顯示器，其整合電纜總線采集單片機(jī)與下部各參數(shù)測量儀器總線接口之間的數(shù)據(jù)交換，通過接口經(jīng)光纜傳送到安全場所，在主機(jī)的控制下經(jīng)過接線控制、數(shù)據(jù)采集接口送到主機(jī)，并匯同傳感系統(tǒng)及其它外設(shè)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集面板送主機(jī)處理。

優(yōu)選的，所述檢測裝置還設(shè)有用于服務(wù)機(jī)器人操作的操縱盤。