[發明專利]PCCP鋼絲斷絲探測主機

有效

• 申請號: 201410531115.3
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104359970A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 田華;彭正輝;徐進;王春和;朱今祥;吳燕民;錢明;吳國芳;于符靜;扈羅全;杜澤;許曉東;王娜
• 申請（專利權）人: 蘇州混凝土水泥制品研究院有限公司;信息產業部電子第二十二研究所青島分所
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及混凝土領域，尤其涉及一種PCCP鋼絲斷絲檢測主機。

背景技術

PCCP管(Prestressed?Concrete?Cylinder?Pipe)是帶鋼筒的預應力混凝土管的簡稱，是目前國際上使用廣泛的大口徑、耐高壓管材，由嵌埋薄鋼筒的管芯、纏在管芯外的預應力鋼絲(直徑)和鋼絲外的水泥砂漿保護層組成，如圖1所示。管子的兩端分別焊有鋼制的承口圈和插口圈，管子的柔性接頭采用滑動膠圈密封。在工作狀態下，嵌埋在管壁中的薄鋼筒具有抗滲功能，纏繞在管芯外的預應力鋼絲及管芯的混凝土壁承受管材的內水壓力及外荷載，因此PCCP管是一種將鋼管與普通預應力混凝土管的優點相結合的管種。

遠場渦流變壓器耦合(RFECTC)技術采用內探頭方式檢測金屬管材，此技術的特點在于既能檢查黑色金屬材料，又能檢查有色金屬材料，并且對內部的或外部的異常情況具有相同的靈敏度。采用單探頭就能探測凹坑、裂紋和管壁的整體減薄。

采用一個激勵線圈在管壁內以低的磁化水平感應出周向的渦流,與較常規的渦流檢測不同，該技術將檢測線圈沿著管道放置在距激勵線圈2～3倍管徑處，檢測器信號相對于激勵線圈的相位通常被用作管壁特性的度量。

由頻率相當低的正弦信號所驅動的激勵線圈，在管道中產生的內部電磁場，能在激勵線圈的兩邊分成三個性質不同的區域，這些區域被稱為直接耦合區、過渡區和遠場區，如圖1所示，遠場渦流變壓器耦合技術原理示意圖。

盡管多少受到管道存在的影響，直接耦合區主要是來自激勵線圈直接對準的耦合，起一個簡單的變壓器的作用。直接激勵的強度在激勵線圈的附近是很大的，但隨距激勵線圈的距離增加而迅速衰減，大多數的渦流儀器工作在此直接激勵區或近場區。

由于PCCP管鋼筒壁的衰減，接收線圈感應出的遠場渦流信號是極其微弱的，系統本身的噪聲、試驗平臺抖動引入的噪聲甚至外界的電磁干擾噪聲都可能比檢測信號大多個數量級，有用信號可能全部淹沒于噪聲之中，因此如何在強噪聲當中提取出所需的遠場渦流信號是關系系統正常工作的一項關鍵技術。

發明內容

本發明要解決的技術問題是如何在強噪聲當中提取出所需的遠場渦流信號。

為了解決這一技術問題，本發明一種PCCP鋼絲斷絲探測主機，至少包括發射機、接收機和數據采集卡，所述數據采集卡與所述接收機連接，

所述發射機，用以生成交流信號，并輸出至外部的一個發射探頭和一主控計算機，所述交流信號包括互相匹配的測試交流信號和同步參考交流信號；

所述接收機，用以：

接收外部的一接收探頭中感應到的同步參考電壓信號和測試電壓信號；

響應所述數據采集卡的信號，將該同步參考電壓信號和測試電壓信號處理后傳輸至所述數據采集卡；

所述同步參考電壓信號與所述同步參考電流信號對應，所述測試電壓信號與所述測試交流信號對應；

所述數據采集卡，用以：

由外部一測距輪的脈沖信號觸發，采集所述接收機處理后傳輸而來的信號，并上傳至所述主控計算機；

其中，所述接收機包括鎖相放大器，經所述接收線圈感應到的測試電壓信號和同步參考電壓信號經所述鎖相放大器提取處理后輸入到所述數據采集卡。

所述發射機包括信號源和功率放大器，所述信號源用以產生所述交流信號；所述功率放大器用以對所述交測試流信號進行功率放大，并將所述同步參考交流信號和放大后的測試交流信號傳輸至所述發射探頭，使之實現電磁波信號的發射。

所述信號源包括低功耗單片機、DDS芯片、低通濾波器和反相器，所述低功耗單片機、DDS芯片、低通濾波器和功率放大器依次連接，從而通過所述功率放大器輸出所述測試交流信號；所述低功耗單片機、DDS芯片和反相器依次連接，從而通過所述反相器輸出同步參考交流信號。

所述功率放大器包括前置放大電路、功率放大電路和穩壓電源，所述交流信號依次經過所述前置放大電路和功率放大電路實現放大，從而通過所述功率放大電路輸出，所述穩壓電源分別與所述前置放大電路和功率放大電路連接。

所述鎖相放大器包括信號通道、參考通道和雙相關處理電路，所述測試電壓信號經所述信號通道輸入所述雙相關處理電路，所述同步參考電壓信號經所述參考通道輸入所述雙相關處理電路，從而經所述雙相關處理電路的提取處理后輸出。