[發明專利]一種煤層氣管道缺陷的弱磁無損檢測傳感器及使用方法

有效

• 申請號: 201710717778.8
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107490617B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 喬鐵柱;董鵬飛;閻高偉;呂玉祥
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01N27/85
• 分類號: G01N27/85;G08C17/02
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發明屬于漏磁無損檢測領域，提出了一種煤層氣管道缺陷的弱磁無損檢測傳感器及使用方法，該傳感器包括架體，所述架體上設置有電機和位于兩側的行走輪，所述架體前端和后端分別固定設置有結構相同第一傳感器探頭陣列和第二傳感器探頭陣列，所述架體上固定設置有位于其中一個所述行走輪兩側的對射式紅外頭傳感器，所述架體上還設置有信號采集電路，所述信號采集電路包括采集放大模塊、實時時鐘模塊、工控機和存儲模塊，所述磁場傳感器探頭的輸出端通過采集放大模塊與工控機連接，所述對射式紅外頭傳感器的輸出端與所述工控機連接。本發明的傳感器結構簡單，其數據處理采用K最近鄰分類算法對多參數信息進行融合，具有較高分辨力、準確性和可靠性較高的特點，可以廣泛應用于管道檢測領域。

技術領域

本發明涉及一種針對煤層氣管道缺陷的無損檢測智能傳感器，具體是一種煤層氣管道缺陷的弱磁無損檢測傳感器及使用方法，屬于漏磁無損檢測領域。

背景技術

煤層氣是近一二十年在國際上崛起的潔凈、優質能源和化工原料，是緩解天然氣供需缺口的有效途徑。為了確保煤層氣能源可以得到充分利用，不但要采用先進完備的技術裝備勘探以及開發儲層中的煤層氣，同時要采取有效的措施及時解決管道輸送中遇到的問題。目前國內外針對管道檢測的方法有透射檢測法、應力應變測量法、聲波/超聲波反射法、超聲導波檢測法、光纖檢測法、漏磁檢測法等。其中基于漏磁檢測的方法發展最為迅速，此方法主要是通過檢測鐵磁性試樣中漏磁場的變化來發現試樣的缺陷，但由于需要對鐵磁性試樣進行磁化，掩蓋了零件表面所反映出來的“天然”磁信息，且不適用于一些不允許磁化的高精度設備，因此急需一種新的針對煤層氣管道的無損檢測傳感器。

發明內容

本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種煤層氣管道缺陷的弱磁無損檢測傳感器，利用基于隧道磁電阻效應的新型傳感器在對管道不進行磁化的基礎上對管道缺陷的磁場進行感應和檢測。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：煤層氣管道缺陷的弱磁無損檢測傳感器，包括架體，所述架體兩側各設置有2個行走輪，所述行走輪在電機驅動下沿煤層氣管道內壁轉動，使所述架體沿煤層氣管道內壁行走，所述架體前端和后端分別固定設置有結構相同第一傳感器探頭陣列和第二傳感器探頭陣列，所述架體上固定設置有位于其中一個所述行走輪兩側的對射式紅外頭傳感器，該行走輪上沿圓周方向均勻設置有多個用于擋住所述對射式紅外頭傳感器光路的擋光塊，第一傳感器探頭陣列和第二傳感器探頭陣列之間的距離D＝L/N，其中，L為行走輪走一圈架體前進的距離，N為擋光塊的數量；所述第一傳感器探頭陣列和第二傳感器探頭陣列均包括沿圓周方向對稱設置的多個磁場傳感器探頭，且所述架體沿煤層氣管道內壁行走時，所述第一傳感器探頭陣列和第二傳感器探頭陣列上的磁場傳感器探頭所在的圓周與煤層氣管道的橫截面圓周同心；所述架體上還設置有信號采集電路，所述信號采集電路包括采集放大模塊、實時時鐘模塊、工控機和存儲模塊，所述磁場傳感器探頭的輸出端通過采集放大模塊與工控機連接，所述對射式紅外頭傳感器的輸出端與所述工控機連接，所述采集放大模塊用于將磁場傳感器探頭采集的信號進行放大后，發送給所述工控機，所述實時時鐘模塊用于給工控機提供時鐘信號，所述對射式紅外頭傳感器用于給所述工控機輸出周期性觸發信號，所述工控機用于根據所述對射式紅外頭傳感器輸出的觸發信號，進行磁場傳感器探頭的數據和時鐘信號的采集，并將采集數據存儲到存儲模塊。

所述磁場傳感器探頭為TMR2301三軸線性傳感器，所述第一傳感器探頭陣列和第二傳感器探頭陣列均包括12個TMR2301三軸線性傳感器，所述行走輪上設置有12個擋光塊。

所述的煤層氣管道缺陷的弱磁無損檢測傳感器，還包括設置在架體上的無線發射裝置和設置在地面的接收器，所述工控機設置有安全時間，當安全時間內沒有低電平信號傳來時，所述工控機輸出控制信號停止電機運轉，并通過所述無線發射裝置向所述接收器發射求救信號，所述接收器收到求救信號后進行報警提示。

所述的煤層氣管道缺陷的弱磁無損檢測傳感器，還包括設置在架體前方的管刷，所述管刷用于清理煤層氣管道內壁。