[發明專利]一種差分渦流諧振檢測傳感器及系統

在審

• 申請號: 202210173255.2
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114518406A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 高斌;白宗璞;楊雨沛;諶梁;羅飛;張勇;姜世強
• 申請（專利權）人: 四川德源管道科技股份有限公司
• 主分類號: G01N27/904
• 分類號: G01N27/904
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 張巨箭

本發明公開了一種差分渦流諧振檢測傳感器及系統，屬于無損檢測技術領域，包括耦合設置的激勵線圈和接收線圈，通過在接收線圈并聯第一諧振電容，激勵線圈并聯第二諧振電容，分別使激勵回路和檢測回路達到諧振狀態，并增強了激勵線圈與接收線圈的互感，增強了在檢測到缺陷時的線圈電壓，進而檢測出被測試件的相關缺陷信息并提高缺陷檢測能力。進一步地，通過在激勵線圈和接收線圈并聯諧振電容，改變了激勵線圈和檢測線圈的耦合關系，增加了線圈間互感，降低了最佳激勵頻率，增加了渦流的趨膚深度，提高了對深層缺陷的檢測能力。

技術領域

本發明涉及無損檢測技術領域，尤其涉及一種差分渦流諧振檢測傳感器及系統。

背景技術

管道運輸被認為是最安全經濟傳輸方式之一。然而如同所有的工程設備都會存在安全問題，在管道的使用中，裂紋缺陷往往會隨時間出現。過去數十年，全球因管道故障引發了大量安全事故，為避免這一問題，世界各國都投入了大量的人力財力對管道運行狀態進行實時檢測，以及時發現管道缺陷。當前，管道內檢測方法廣泛應用于管道完整性評價，成為保障油氣管道安全運輸的重要預控手段，對排除管道風險因素具有重大意義。管道內檢測方法憑借較好的缺陷定性及定量分析能力，能有效評價管道運行狀態，間接降低管道爆炸事故的發生率。

此外，現有管道無損檢測手段如漏磁法、超聲檢測、交變電磁場、渦流檢測等均存在不足之處：漏磁檢測對于非鐵磁性管道的檢測效果不好，儀器重量比較大，檢測效率較低；超聲檢測則需要耦合劑，檢測速度極慢，檢測時間長，有一定的近場盲區，易造成漏檢；交變電磁場檢測技術對提離效應的檢測效果不好，并且磁軛在管道中不容易放置；現有渦流檢測無法有效將缺陷信息從檢測信號中分離出來，缺陷檢測性能有待提升。

發明內容

本發明的目的在于克服現有渦流檢測無法有效將缺陷信息從檢測信號中分離出來，缺陷檢測性能有待提升的問題，提供一種差分渦流諧振檢測傳感器及系統。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種差分渦流諧振檢測傳感器，其包括耦合設置的激勵線圈和接收線圈，激勵線圈、接收線圈由銅線繞制而成，接收線圈并聯有第一諧振電容。

在一示例中，所述接收線圈包括多層串聯連接的接收子線圈。

在一示例中，所述接收子線圈為PCB矩形線圈。

在一示例中，所述激勵線圈并聯有第二諧振電容。

在一示例中，所述激勵線圈為差分線圈。

在一示例中，所述激勵線圈為PCB差分線圈。

在一示例中，所述激勵線圈為PCB矩形差分線圈。

在一示例中，所述第一諧振電容和/或第二諧振電容為可調電容。

在一示例中，所述激勵線圈與接收線圈同軸耦合設置。

需要進一步說明的是，上述各示例對應的技術特征可以相互組合或替換構成新的技術方案。

本發明還包括一種差分渦流諧振檢測系統，所述系統包括上述任一示例或多個示例組成形成的所述檢測傳感器，還包括信號發生器和后端數據處理單元，信號發生器、檢測傳感器和后端數據處理單元順次連接。

與現有技術相比，本發明有益效果是：

1.在一示例中，通過在接收線圈并聯第一諧振電容，使接收線圈與第一諧振電容達到諧振狀態，增加了檢測到缺陷時的信號電壓，能夠更好反映微小變化信息，以此將缺陷準確從檢測信號中分離出來，提高了缺陷檢測性能。

2.在一示例中，多層串聯連接的接收子線圈，不僅能夠提高檢測靈敏度，同時降低最佳檢測頻率，還能有效降低對激勵信號的要求。同時，采用多個接收子線圈創建的線圈陣列，能夠減少檢測時間。