[發(fā)明專利]一種埋地鋼質(zhì)管道非開挖諧波磁場聚焦檢測探頭制作方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011571580.1
• 申請日: 2020-12-27
• 公開（公告）號: CN112730598A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王新華;姬云磊;孫濤;楊林;趙以振;帥義;段宇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發(fā)明公開了一種埋地鋼質(zhì)管道非開挖諧波磁場聚焦檢測探頭制作方法，包括：激勵線圈陣列、高靈敏度磁傳感器、數(shù)據(jù)線、SMA射頻連接線、磁屏蔽外殼。激勵線圈陣列用于加載諧波電流并產(chǎn)生聚焦磁場；SMA射頻連接線與激勵源連接，為激勵線圈陣列供電；高靈敏度磁傳感器用于采集磁場信號并轉(zhuǎn)換為電壓信號；數(shù)據(jù)線將檢測探頭采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁咚贁?shù)據(jù)采集卡；磁屏蔽外殼將上述各裝置集成，同時能夠有效屏蔽探頭下方以外的其他方向的電磁信號，從而降低干擾，以達到檢測管道缺陷的目的。該檢測探頭結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、抗干擾能力強，能夠滿足工程檢測需要。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明本發(fā)明涉及管道損傷檢測領(lǐng)域，尤其涉及非開挖鋼質(zhì)管道諧波磁場聚焦檢測儀器設(shè)計制造，能夠在確定了管道路由的情況下，不需要開挖即可將諧波磁場聚焦到管道上，同時采集磁場信號，實現(xiàn)對管道的非開挖檢測。

背景技術(shù)

當前的運輸管道大多鋪設(shè)于地下，在長期運行的過程中，管道會因為腐蝕、第三方損傷等因素產(chǎn)生缺陷。因此，管道需要定期的檢測和修復，以避免發(fā)生泄漏等嚴重事故，同時，針對泄漏管道，也需要快速精準的定位泄漏點，及時修復或更換泄漏管道，避免造成更嚴重的損失。

現(xiàn)有的內(nèi)檢測技術(shù)均需要開挖清管，停機和開挖造成的經(jīng)濟損失較大，而非開挖檢測技術(shù)主要有瞬變電磁法、磁力層析法和等效電流中心偏移法，但上述檢測方法中，瞬變電磁檢測法檢測的結(jié)果為一段管道的平金屬減少量，因此無法精確的給出缺陷的具體位置，只能確定缺陷所在的地段；磁力層析法無法檢測出通孔類缺陷和小面積點蝕。等效電流中心偏移法不能精確地檢測出較小的金屬損失；同時，上述檢測方法無法有效屏蔽周圍環(huán)境中的電磁信號，抗干擾能力較弱。

因此，為了在不停輸條件下實現(xiàn)管道的地面非開挖檢測，需要發(fā)明一種磁場聚焦效果好，操作簡單，抗干擾能力強的檢測探頭，從而完成對埋地管道損傷的有效檢測。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種用于埋地鋼質(zhì)管道非開挖諧波磁場聚焦檢測探頭制作方法，能夠在不開挖的條件下將磁場聚焦于管體，同時在一定程度上屏蔽外界磁場信號干擾，通過采集有效的磁場信號，檢測出管體的損傷情況。

本發(fā)明公開了一種用于埋地鋼質(zhì)管道非開挖諧波磁場聚焦檢測探頭制作方法，包括：激勵線圈陣列、高靈敏度磁傳感器、數(shù)據(jù)傳輸線、SMA線圈供電射頻線、磁屏蔽外殼。其中，

所述激勵線圈陣列(1)，主要用于承載諧波電流，產(chǎn)生磁場并聚焦于管體，使管體產(chǎn)生感應磁場，其設(shè)計參數(shù)主要包括：線圈形狀、陣列形式、線圈匝數(shù)、線圈尺寸、使用材質(zhì)。

所述線圈形狀設(shè)計，根據(jù)檢測原理和制作難度，選取矩形線圈框作為檢測探頭的線圈主體，為了盡量減小導體間的鄰近效應，在纏繞線圈時，應做到：將線圈導線緊密貼合，盡量減小導體間的空隙；上下層分布排列，增大兩導線的相對面積；單層纏繞，減小導體厚度。

所述陣列形式，為了適用于不同直徑的管道，不同的埋深，不同的管體損傷程度，將檢測探頭線圈陣列設(shè)計為一個大線圈加多個小線圈的矩陣陣列形式，這樣在檢測過程中，移動一次線圈陣列相當于多次掃描管體，增強了磁場聚焦效果，同時提高了檢測探頭的缺陷檢出能力。此外，為了增大激勵電流，在激勵源輸出功率一定的情況下，多個線圈的連接方式應該采用并聯(lián)連接，以增強激勵磁場的強度。

所述線圈匝數(shù)、尺寸，根據(jù)當前大多鋼質(zhì)管道的尺寸，為了確保檢測探頭能夠完全掃描過管體，將大線圈尺寸設(shè)計為450x450mm,同時調(diào)整線圈尺寸為200x200mm，線圈匝數(shù)定為20匝。

所述使用材質(zhì)，為了避免導線之間相互干擾，采用漆包線作為纏繞線圈的材質(zhì)，銅質(zhì)導線外帶有包覆層，能夠避免多匝線圈之間電流的相互傳遞。同時為了減小線圈的鄰近效應，應增大導線直徑，選用直徑0.5mm的漆包線。