[發明專利]探針呈矩陣分布的金屬面壁厚檢測儀及其測量方法

無效

• 申請號: 201210001991.6
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN103196357A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 吳濤;鄭麗群;王興旭;楊永寬
• 申請（專利權）人: 沈陽中科韋爾腐蝕控制技術有限公司
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 李樞

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技術領域

本發明涉及一種新型無損檢測裝置及方法，具體地說是一種探針呈矩陣分布的金屬面壁厚檢測儀及其測量方法。

背景技術

近年來國內石化企業大量煉制高硫、高酸原油，使設備腐蝕加劇，所帶來的問題也愈加嚴重，為了防止事故發生，需要加強設備腐蝕監測，尤其對設備壁厚的大面積實時檢測是目前企業迫切需要的。目前對設備壁厚的檢測主要采用的是超聲波檢測，超聲波測厚需要耦合劑，檢測時是測量點壁厚，不僅測量時間長、工作效率低，而且測量誤差大、靈敏度不高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種靈敏度高、檢測面積大、壽命長的探針呈矩陣分布的金屬面壁厚檢測儀及其測量方法。

采用的技術方案是：

探針呈矩陣分布的金屬面壁厚檢測儀，包括探針組、采集器及檢測電路，其特征在于所述的探針組由多個呈矩陣分布的探針構成，探針為柱狀電極，用于測試金屬的壁厚；所述的補償試塊設置在被測管道的表面，其一端與被測管道緊密連接，用于腐蝕試片的溫度補償；所述的激勵信號電極，用于提供激勵信號；所述的探針通過連接器與采集器連接；所述采集器包括：殼體、連接器接口及通訊線接口，采集器與上位機進行通訊連接；檢測電路設置在電路板上，電路板設于殼體密閉空間內。

所述檢測電路包括：柱狀電極的電極間被測金屬的電阻及補償試塊電阻，二者串聯后與恒流源相連，在被測金屬的電阻及補償試塊電阻上產生的電壓信號采用差分輸入的方式分別送至第1放大器及第2放大器的輸入端，第1放大器及第2放大器的輸出信號經再次放大、調制及A/D轉換后與中央處理器的信號輸入端相連，中央處理器根據輸入信號的大小控制恒流源的輸出，通過通訊單元與上位計算機進行通訊連接；所述被測金屬、柱狀電極及補償試塊為同種金屬材質。

本發明的探針呈矩陣分布的金屬腐蝕面壁厚測量方法，其特征在于包括以下步驟：

將被測金屬及補償試塊同時置于溫度相同的檢測介質中；在被測金屬及補償試塊組成的串聯回路中施加同一激勵信號；通過被測金屬電阻及補償試塊電阻獲取被測金屬及補償試塊兩端的響應電壓，以差分輸入的方式送至檢測電路；

通過公式???????????????????????????????????????計算被測金屬

的減薄量，其中U_F0、U_B0為被測金屬3（注：被測金屬3，非特指的電流梯度方向兩電極間的被測金屬）和補償試塊的初次檢測響應電壓（未被腐蝕時），H_F0為被測金屬的原始管壁厚度（未被腐蝕時），U_F、U_B為被測金屬和補償試塊的正常檢測時響應電壓，H_F為被測金屬的當前管壁厚度；根據上述減薄量求出金屬的腐蝕速率。

還具有以下步驟：根據上述響應電壓信號的大小調整恒流源的輸出幅度。

本發明具有以下有益效果及優點：

1．測量誤差小。補償試塊與被測金屬溫度基本相同，同時檢測電路將被測金屬和補償試塊采用差分輸入的方式接入輸入端，進行溫度補償，因此有效減小了測量誤差；

2．靈敏度高，抗干擾能力強，工作效率高。本發明以恒流源做為激勵信號，可以通過頻段濾波提取有效信號以抑制噪聲信號，與現有技術中采用直流恒流源相比，增強了抗干擾能力，采用雙通道同時采樣的運放，提高了靈敏度，由此縮短了測量時間，提高了工作效率，避免了人工操作所帶來的人為因素的影響；

3．適用范圍廣。此項技術是監測管道指定區域腐蝕情況的非接觸技術，還可應用于儲藏罐或其他金屬建筑物上；能夠用于檢測復雜的幾何體（彎頭、T-接頭、Y-接頭等）。

4．實現遠程在線測量。本發明裝置與上位計算機進行通訊連接，實現測量結果的遠程通訊，由上位計算機處理并顯示測量結果和腐蝕曲線，可以實時在線監測金屬的腐蝕狀況。

附圖說明

圖1為本發明電阻探針布置示意圖。

圖2為本發明采集器外部結構示意圖。

圖3為本發明電阻探針測量電路原理圖。

具體實施方式