[發明專利]一種基于金屬磁記憶技術的水下無損檢測裝置

有效

• 申請號: 201911418928.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111157613B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 包勝;趙政燁;姜詠涵;王鎮海龍;韓薩
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N27/85
• 分類號: G01N27/85;G08C17/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

本發明公開了一種基于金屬磁記憶技術的水下無損檢測裝置，該裝置包括機體、檢測信號采集處理機構、主體機械系統；檢測信號采集處理機構包括三維磁阻傳感器、運放電路、過濾電路和IDC接口；三維磁阻傳感器、運放電路、過濾電路和IDC接口依次通過數據線相連，通過IDC接口將三維磁阻傳感器采集的磁信號傳輸至檢測信號數據采集卡。中央控制板接收參數采集檢測系統采集的信息并與外部計算機通信。檢測信號數據采集卡采集檢測信號處理機構的信息，并與外部計算機通信，用于顯示無損檢測結果。本發明能夠實現全天候、多海域、遠程操控、實時獲取檢測對象的應力和缺陷的狀態。這對于保障海上風電長期平穩發展具有非常重要的作用。

技術領域

本發明涉及無損檢測技術領域，尤其涉及一種利用金屬磁記憶來對水下進行無損檢測的裝置。

背景技術

近幾年來，我國大力發展海洋工程，推進海上結構建設，開發海洋資源。海洋工程結構物所受荷載和環境條件十分復雜且具有較大隨機性。作用在海洋工程結構上的荷載主要包括設施自身運轉荷載和海洋環境荷載，在不同季節不同天氣狀況下，其大小和方向都會存在較大差異。

雖然傳統水下無損檢測技術，如水下目視檢測、水下磁粉探傷、水下超聲波探傷等在海洋工程結構物水下檢測領域已有較廣泛應用，但它們長期以來存在一些明顯局限性：(1)對水質清晰度和技術人員專業水平要求較高，在東海等渾水條件下適用性很差。(2)水下磁粉探傷：對水流速度有要求，在水流過快海情下不適合使用。(3)構建表面涂層對檢測過程和結果精度影響較大，帶涂層檢測時精度會受影響。(4)只能尋找已存在的缺陷，不能發現和檢測將要發生的缺陷和部位，無法解決設備的突發性破壞。

20世紀90年代，俄羅斯Doubov教授率先提出金屬磁記憶理論。金屬磁記憶檢測技術利用位于地球磁場中的鐵磁性金屬的磁性能在應力和變形集中區內產生不可逆變化，在金屬和空氣邊界出現磁導率躍變，其表面產生漏磁場便可無損、快速、便捷、準確地確定鐵磁性金屬結構上的應力集中和變形區，即結構上最危險的區段和部位，進而發現主軸上的疲勞裂紋和預測其擴展趨勢，從而進行強度和壽命的判斷。與上述傳統水下無損檢測技術相比，基于磁記憶技術的水下檢測不僅可以有效檢測結構的塑性變形和宏觀裂紋，還可以有效檢測較早期應力集中的危險區域。而且其對應用場景要求更低，在帶涂層構件檢測也能保證相當精度。

綜上所述本發明提供的基于金屬磁記憶的海上風力發電機基礎損傷檢測裝置，對提高國內海上風電的安全檢測技術水平，及時有效防止因基礎疲勞損傷等引發的安全事故和經濟損失具有十分重要的意義。

發明內容

為了提高國內海洋領域的工程結構安全檢測技術水平，及時有效防止因基礎疲勞損傷等引發的安全事故和經濟損失。本發明提供一種基于金屬磁記憶理論的水下無損檢測裝置，能夠實現遠程操控裝置在水下完成檢測作業。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于金屬磁記憶技術的水下無損檢測裝置，該裝置包括機體、檢測信號采集處理機構、主體機械系統；

所述機體由兩個前部護臂、主體機身和天線組成；天線固定于主體機身后部；兩個前部護臂在主體機身前部上下平行布置。

檢測信號采集處理機構位于主體機身前部并與前部護臂平行；檢測信號采集處理機構包括三維磁阻傳感器、運放電路、過濾電路和IDC接口；三維磁阻傳感器固定于機體最前端，位于上下平行布置的前部護臂之間。三維磁阻傳感器、運放電路、過濾電路和IDC接口依次通過數據線相連，通過IDC接口將三維磁阻傳感器采集的磁信號傳輸至檢測信號數據采集卡。

主體機械系統由中央控制倉和兩個水平推進器和兩個垂直推進器組成，兩個水平推進器固定于主體機身尾部并排放置，用于無損檢測裝置的前進、后退以及轉向，兩個垂直推進器分別固定于主體機身左右兩側對稱布置，且兩個垂直推進器形心的連線通過無損檢測裝置的形心，用于無損檢測裝置的上浮和下潛；所述中央控制倉包括控制系統、電源系統；