[發明專利]一種并行管道非接觸諧波磁場診斷方法及室內實驗系統

在審

• 申請號: 202011509983.3
• 申請日: 2020-12-19
• 公開（公告）號: CN112730597A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 陳迎春;王昌;王新華;段宇;趙以振;鄧茗
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01N27/82
• 分類號: G01N27/82
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種并行管道非接觸諧波磁場診斷室內實驗系統，包括：實驗系統框架(1)、并行管道系統(2)、加載模塊(3)和檢測模塊(4)；

所述實驗系統框架(1)包括安裝支架(5)、管道滑動支架(6)和角件(7)，用于安裝并行管道系統(2)、檢測導軌臺(16)和單桿活塞式雙作用液壓缸(12)；

所述并行管道系統(2)包括待測目標管道(8)、上管箍(9)、并行干擾管道(10)和下管箍(11)，用于模擬不同并行距離的干擾工況；

所述加載模塊(3)包括單桿活塞式雙作用液壓缸(12)、主油口A(12-1)、主油口B(12-2)、活塞桿(12-3)、液壓缸-力傳感器連接件(13)、拉壓力傳感器(14)和力傳感器-管道連接件(15),用于向待測目標管道(8)施加拉力和壓力的大小，模擬待測目標管道(8)實際運行時的受力狀態；

所述檢測模塊(4)由檢測導軌臺(16)、陣列聚焦檢測探頭(17)、諧波電源(18)、數據采集顯示系統(19)、殼體(20)和安裝面板(21)組成，其中，檢測導軌臺(16)包括電機(22)、聯軸器(23)、絲杠支撐座(24)、底板(25)、絲杠螺母(26)、導軌(27)、絲杠(28)、右支撐板(29)、上墊板(30)、絲杠螺母座(31)、方滑塊(32)和左支撐板(33)，用以帶動安裝面板(21)沿待測目標管道(8)軸線移動以獲取管道整體磁信號；陣列聚焦檢測探頭(17)包括繞線指引塊(34)、諧波磁場激勵陣列線圈(35)和三軸隧道磁阻傳感器(36)，諧波磁場激勵陣列線圈(35)對待測目標管道(8)發射低頻載高頻的諧波電磁波，并通過三軸隧道磁阻傳感器(36)測量管道的反射回波信號；數據采集顯示系統(19)包括數據采集卡(37)和工控機(38)，實現數據采集和磁場信號實時顯示。

2.如權利要求1所述的一種并行管道非接觸諧波磁場診斷室內實驗系統，其特征在于，所述實驗系統框架(1)用于安裝并行管道系統(2)、檢測導軌臺(16)和單桿活塞式雙作用液壓缸(12)；安裝支架(5)使用不同長度的鋁型材搭建，分為上下兩層通過角件(7)連接；檢測導軌臺(16)固定在安裝支架(5)的上層，并行管道系統(2)和單桿活塞式雙作用液壓缸(12)安裝在管道滑動支架(6)上，管道滑動支架(6)在安裝支架(5)下層水平面內進行雙向調整，它們之間通過螺栓連接。

3.如權利要求1所述的一種并行管道非接觸諧波磁場診斷室內實驗系統，其特征在于，并行干擾管道(10)兩端和待測目標管道(8)一端通過螺栓連接安裝在上管箍(9)和下管箍(11)之間，下管箍(11)通過螺栓連接固定在管道滑動支架(6)上，通過移動并行干擾管道(10)以構造不同的管道并行距離，從而模擬不同并行距離的干擾工況。

4.如權利要求1所述的一種并行管道非接觸諧波磁場診斷室內實驗系統，其特征在于，所述加載模塊(3)采用拉壓力傳感器(14)測量加載模塊(3)向待測目標管道(8)施加拉力和壓力大小，用于模擬待測目標管道(8)實際運行時的受力狀態，拉壓力傳感器(14)一端安裝的液壓缸-力傳感器連接件(13)連接單桿活塞式雙作用液壓缸(12)，另一端安裝有力傳感器-管道連接件(15)連接待測目標管道(8)。

5.如權利要求1所述的一種并行管道非接觸諧波磁場診斷室內實驗系統，其特征在于，固定在殼體(20)內的諧波電源(18)提供參數可調的高精度雙頻載波信號，諧波電源(18)與諧波磁場激勵陣列線圈(35)相連接，諧波磁場激勵陣列線圈(35)對待測目標管道(8)發射低頻載高頻的諧波電磁波，并通過三軸隧道磁阻傳感器(36)測量管道的反射回波信號；三軸隧道磁阻傳感器(36)與諧波磁場激勵陣列線圈(35)均安裝在安裝面板(21)上，通過調整安裝面板(21)的高度可模擬不同提離距離的檢測，檢測導軌臺(16)可帶動安裝面板(21)沿待測目標管道(8)軸線移動以獲取管道整體磁信號，三軸隧道磁阻傳感器(36)采集磁信號，經數據采集卡(37)上傳至工控機(38)，通過經驗小波變換數據處理方法和數據融合處理算法進行處理，實現缺陷信號辨識。