[發明專利]鍋爐奧氏體不銹鋼管內氧化物堆積定量檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 202010762057.0
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111829424B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 王洪柱;丁克勤;趙娜
• 申請（專利權）人: 中國特種設備檢測研究院
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00;G01B21/00
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

1.一種鍋爐奧氏體不銹鋼管內氧化物堆積定量檢測裝置，其特征在于，包括：

傳感器外殼，具有一個檢測面，所述檢測面朝向不銹鋼管道的外壁；

多通道磁性傳感器，設置在檢測面上，用于獲取多通道的磁場信號；

所述多通道磁性傳感器包括：

兩個勵磁元件，設置在檢測面上且位于檢測面的兩端；

多通道磁敏元件，設置在檢測面上且分布在兩個勵磁元件之間；

測距傳感器，設置在檢測面上，用于通過檢測獲取測距信號，所述測距信號為測距傳感器與不銹鋼管道的相對移動距離；

所述測距傳感器包括：

檢測輪，位于測距傳感器內部靠前端，且從開口處露出預設寬度的輪緣部分，檢測過程中輪緣部分緊貼不銹鋼管道的外壁；

編碼器，與檢測輪連接，用于通過檢測輪在不銹鋼管道外壁的移動得到測距信號；

處理電路，設置在傳感器外殼內，用于根據多通道的磁場信號和測距信號計算得到不銹鋼管道內的氧化物堆積量；

根據多通道的磁場信號和測距信號計算得到不銹鋼管道內的氧化物堆積量包括：

建立不銹鋼管道內氧化物堆積厚度與磁性參數的映射關系；

基于磁性傳感器的移動距離內檢測到的氧化物堆積量的累加之和建立距離的積分量與氧化物堆積量對應的關系模型；

當所述多通道磁性傳感器包括三個通道時，所述距離的積分量與氧化物堆積量對應的關系模型為：

其中為管內L₂到L₁距離內堆積的氧化物總質量，D為不銹鋼管道的壁厚與管徑的系數，V_1i、V_2i、V_3i為多通道傳磁性感器上在L_i點處的電壓值，f(i)為與氧化物的堆積形狀有關的函數，a、b1、b2、b3為預設系數。

2.如權利要求1所述的鍋爐奧氏體不銹鋼管內氧化物堆積定量檢測裝置，其特征在于，所述勵磁元件為U型的強磁鐵，用于產生大小在20mT-25mT之間的磁場。

3.如權利要求1所述的鍋爐奧氏體不銹鋼管內氧化物堆積定量檢測裝置，其特征在于，所述檢測面上具有開口，所述測距傳感器設置在開口位置。

4.如權利要求1所述的鍋爐奧氏體不銹鋼管內氧化物堆積定量檢測裝置，其特征在于，所述處理電路包括：

前置放大器，包括一組運算放大器，用于對來自多通道磁性傳感器的磁場信號進行放大處理，得到對應的放大的電信號；

低通濾波器，與前置放大器連接，用于對放大的電信號進行濾波，去掉頻率高于閾值的雜信號，得到過濾后的電信號；

調理放大器，與低通濾波器連接，用于對過濾后的電信號進行放大處理，得到處理后的磁場信號。

5.一種鍋爐奧氏體不銹鋼管內氧化物堆積定量檢測方法，其特征在于，包括：

在不銹鋼管管道的外壁施加恒定強磁場；

通過多通道傳感器采集獲取多通道的磁場信號；

獲取測距信號，所述測距信號為測距傳感器與不銹鋼管道的相對移動距離；

根據多通道的磁場信號和測距信號計算得到不銹鋼管道內的氧化物堆積量。

6.如權利要求5所述的鍋爐奧氏體不銹鋼管內氧化物堆積定量檢測方法，其特征在于，根據多通道的磁場信號和測距信號計算得到不銹鋼管道內的氧化物堆積量包括：

建立不銹鋼管道內氧化物堆積厚度與磁性參數的映射關系；

基于磁性傳感器的移動距離內檢測到的氧化物堆積量的累加之和建立距離的積分量與氧化物堆積量對應的關系模型。

7.如權利要求6所述的鍋爐奧氏體不銹鋼管內氧化物堆積定量檢測方法，其特征在于，當所述多通道磁性傳感器包括三個通道時，所述距離的積分量與氧化物堆積量對應的關系模型為：

其中為管內L₂到L₁距離內堆積的氧化物總質量，D為不銹鋼管道的壁厚與管徑的系數，V_1i、V_2i、V_3i為多通道傳磁性感器上在L_i點處的電壓值，f(i)為與氧化物的堆積形狀有關的函數，a、b1、b2、b3為預設系數。