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一种管道弯头脉冲涡流检测装置

阅读：499发布：2024-02-17

专利汇可以提供一种管道弯头脉冲涡流检测装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种管道弯头脉冲涡流检测装置，主要包括脉冲涡流传感器、第一导向杆、第二导向杆、转轴及扭簧、信号激励电路、信号处理电路、A/D转换装置和计算机系统，脉冲涡流传感器包括激励单元和接收单元。计算机通过电缆连接信号激励电路，控制激励单元产生信号，在管道弯头中激励出电磁场，当激励停止时，接收单元接收激励磁场在管道弯头中扩散产生的二次磁场，并将其转换为电信号，经过信号处理电路和A/D转换装置后输入计算机，通过计算机处理获得管道弯头的缺陷信息。由于在使用过程中，激励与接收单元始终与管道接触面相切，且其中心轴线相交于管道中心，减少了探头姿态变化对检测信号的影响，提高了检测能力。，下面是一种管道弯头脉冲涡流检测装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于管道弯头缺陷检测的脉冲涡流检测装置，包括脉冲涡流传感器、第一导向杆(4)、第二导向杆(5)、转轴(10)、扭簧(9)、信号激励电路(2)、信号处理电路(7)、A/D转换装置(8)和计算机系统(1)，所述脉冲涡流传感器包括激励单元(3)和接收单元(6)；所述计算机系统(1)通过电缆连接信号激励电路(2)，控制信号激励电路(2)产生方波信号，驱动所述激励单元(3)在管道弯头中产生磁场；当激励停止时，接收单元(6)接收该磁场在管道弯头中扩散产生的二次磁场，将其转换为电信号，输出到信号处理电路(7)，经过A/D转换装置(8)转换后输入计算机系统(1)，其特征在于：
所述的激励单元(3)由激励线圈(12)、第一壳体(11)、第一盖板(13)、第一导向板(15)及第一航空插头插座(14)组成，所述激励线圈(12)安装于壳体(11)底部，第一壳体(11)底面与管道弯头表面相切，且中心轴线位于切点处；
所述接收单元(6)由接收线圈(17)、第二壳体(16)、第二盖板(19)、第二导向板(20)、圆盘(18)及第二航空插头插座(21)组成，接收线圈(17)安装于第二壳体(16)底部，第二壳体(16)底面与管道弯头表面相切，且第二壳体(16)中心轴线位于切点；
所述激励单元(3)的第一盖板(13)通过螺钉和第一壳体(11)连接，用于保护激励线圈(12)；第一盖板(13)上安装第一航空插头插座(14)，激励线圈(12)通过第一航空插头插座(14)和外部电路连接；第一盖板(13)通过螺钉连接第一导向板(15)，第一导向板(15)通过其上的孔连接第一导向杆(4)，且可沿该第一导向杆移动，第一导向板(15)上安装紧定螺钉，用于固定第一导向板(15)；
所述接收单元(6)的第二盖板(19)通过螺钉和第二壳体(16)连接，用于保护接收线圈(17)，第二盖板(19)上装有第二航空插头插座(21)，接收线圈(17)通过第二航空插头插座(21)和外部电路连接；第二盖板(19)通过螺钉连接第二导向板(20)，第二导向板(20)通过其上的孔连接第二导向杆(5)，且可沿导向杆移动；
所述第一导向杆(4)和第二导向杆(5)上刻有不同的刻度标记，用于检测不同外径管道的刻度指示；
所述接收单元(6)的第二导向板(20)上安装紧定螺钉，用于固定第二导向板(20)；所述的第一导向杆(4)和第二导向杆(5)通过转轴(10)连接，所述转轴(10)上装有扭簧(9)，用于产生扭矩，将激励单元(3)与接收单元(6)压在管道表面，保证激励单元(3)和接收单元(6)与管道的接触。
2.根据权利要求1所述的检测装置，所述第一导向杆(4)的长度和第二导向杆(5)的长度相等，刻度标记对应，以保证激励单元、接收单元和管道相切，且激励单元和接收单元的中心轴线相交于管道中心。

说明书全文

一种管道弯头脉冲涡流检测装置

技术领域

[0001] 本发明属于电磁无损检测装置，特别涉及一种用于检测管道弯头由于冲刷引起壁厚减薄的装置。

背景技术

[0002] 管道广泛应用于石油、电力等行业，管道弯头是管道系统中不可或缺的部分。多数管道弯头在工作中会受到高温、高压和恶劣环境的影响，并且在使用过程中，由于管内介质方向的改变，管道弯头外曲面内侧工况恶劣，最容易产生冲刷减薄，进而引起管道泄漏等事故。管道弯头的状况直接影响整个压力管道的安全运行，因此研究开发管道弯头检测装置具有重大作用。

[0003] 目前管道弯头的检测，一般采用超声测厚检测方法，该方法需要去除管道外部的包覆层，检测辅助工作量大，且超声检测工作温度一般不宜太高。脉冲涡流无需拆除包覆层，可适用于高温检测，并且无需将激励线圈和接收线圈安装在待检管道中，操作简单方便，因此受到广泛重视。

[0004] 中国专利文件201210472563.1公布了一种管道用脉冲涡流探头，重要通过随动定心机构，实现偏心和摇晃引起的信号波动，其核心在于V型定心，适用于直管，然而管道弯头处是曲面形状，无法适用，并且，其激励线圈与检测线圈同轴放置，不利于管道弯头处磁场的激励与接收，降低了检测信号灵敏度。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种管道弯头脉冲涡流检测装置，以克服现有检测技术中由于弯头曲面变化引起的信号灵敏度不足的问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明技术方案具体如下：

[0007] 一种用于管道弯头缺陷检测的脉冲涡流检测装置，包括脉冲涡流传感器、第一导向杆、第二导向杆、转轴及扭簧、信号激励电路、信号处理电路、A/D转换装置和计算机系统，所述脉冲涡流传感器包括激励单元和接收单元；所述计算机系统通过电缆连接信号激励电路，控制信号激励电路产生方波信号，驱动所述激励单元在管道弯头中产生磁场；当激励停止时，接收单元接收该磁场在管道弯头中扩散产生的二次磁场，将其转换为电信号，输出到信号处理电路，经过A/D转换装置转换后输入计算机系统，

[0008] 所述的激励单元由激励线圈、第一壳体、第一盖板、第一导向板及第一航空插头插座组成，所述激励线圈安装于第一壳体底部，第一壳体底面与管道弯头表面相切，且中心轴线位于切点处；

[0009] 所述接收单元由接收线圈、第二壳体、第二盖板、第二导向板、圆盘及第二航空插头插座组成，接收线圈安装于第二壳体底部，第二壳体底面与管道弯头表面相切，且壳体中心轴线位于切点。

[0010] 其中，所述第一盖板通过螺钉和壳体连接，用于保护激励线圈；第一盖板上安装第一航空插头插座，激励线圈通过第一航空插头插座和外部电路连接；第一盖板通过螺钉连接第一导向板，第一导向板通过其上的孔连接第一导向杆，且可沿该第一导向杆移动，第一导向板上安装紧定螺钉，用于固定第一导向板；

[0011] 其中，所述第一导向杆上刻有不同的刻度标记，用于检测不同外径管道的刻度指示。

[0012] 其中，所述第二盖板通过螺钉和第二壳体连接，用于保护接收线圈，第二盖板上装有第二航空插头插座，接收线圈通过第二航空插头插座和外部电路连接；第二盖板通过螺钉连接第二导向板，第二导向板通过其上的孔连接第二导向杆，且可沿第二导向杆移动。

[0013] 其中，所述第二导向板上安装紧定螺钉，用于固定第二导向板；所述的第一导向杆和第二导向杆通过转轴连接，所述转轴上装有扭簧，用于产生扭矩，将激励单元与接收单元压在管道表面，保证激励单元和接收单元与管道的接触。

[0014] 其中，所述第二导向杆上刻有不同的刻度标记，用于检测不同外径管道的刻度指示。

[0015] 所述第一导向杆的长度和第二导向杆的长度相等，刻度标记对应，以保证激励单元、接收单元和管道相切，且激励单元和接收单元的中心轴线相交于管道中心。

[0016] 本发明中，激励单元与接收单元始终与管道表面相切，且其中心线相交于管道中心，降低了管道检测中探头姿态变化引起的覆盖区域变化，提高了信号灵敏度和重复性。附图说明

[0017] 图1为本发明的原理示意图；

[0018] 图2为本发明的激励单元的剖视图；

[0019] 图3为本发明的接收单元的剖视图；

[0020] 图4为本发明的管道弯头结构图；

[0021] 图5为本发明的管道缺陷试样图；

[0022] 图6现有涡流探头检测信号；

[0023] 图7本发明本发明的检测信号图。

具体实施方式

[0024] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明进行进一步详细说明。

[0025] 如图1所示，本发明的管道弯头缺陷检测的脉冲涡流检测装置，包括脉冲涡流传感器，其由激励单元3和接收单元6构成，还包括第一导向杆4、第二导向杆5、转轴10及扭簧9、信号激励电路2、信号处理电路7、A/D 转换装置8和计算机系统1。计算机系统1通过电缆连接信号激励电路2，控制信号激励电路2产生方波信号，驱动激励单元3在管道弯头中产生磁场。当激励停止时，接收单元6接收该磁场在管道弯头中的扩散磁场，将其转换为电信号，输出到信号处理电路7，经过A/D转换装置8转换后输入计算机系统1。

[0026] 图2为激励单元的剖视图，如图所示，激励单元3由激励线圈12、壳体11、盖板13、导向板15及航空插头插座14组成，激励线圈12安装于壳体11底部，壳体11底面与管道弯头表面相切，且中心轴线位于切点。盖板13通过螺钉和壳体11连接，用于保护线圈12，盖板13上装有航空插头插座14，线圈12通过航空插头插座14和外部电路连接。盖板13通过螺钉连接导向板15，导向板15通过其上的孔连接第一导向杆4，且可沿导向杆移动，导向板15上装有紧定螺钉，用于固定导向板15。第一导向杆4上刻有不同的刻度标记，用于检测不同外径管道的刻度指示。

[0027] 图3为接收单元的剖视图，如图所示，所述的接收单元6由接收线圈17、壳体16、盖板19、导向板20、圆盘18及航空插头插座21组成，接收线圈17安装于壳体16底部，壳体16底面与管道弯头表面相切，且中心轴线位于切点。盖板19通过螺钉和壳体16连接，用于保护线圈17，盖板19 上装有航空插头插座21，线圈17通过航空插头插座21和外部电路连接。盖板19通过螺钉连接导向板20，导向板20通过其上的孔连接第二导向杆5，且可沿导向杆移动。
导向板20上装有紧定螺钉，用于固定导向板20。第二导向杆5上刻有不同的刻度标记，用于检测不同外径管道的刻度指示。

[0028] 图4为管道弯头结构图，如图所示，在管道弯头处，由于管内介质方向的改变，在管道弯头外曲面内侧产生的冲刷减薄。

[0029] 图5为利用本发明装置进行检测的管道缺陷试样图。该管道弯头厚20mm，区域①厚度为4mm，区域②厚度为8mm。

[0030] 图6为使用常规脉冲涡流装置检测试样区域①、区域②的信号波形图，纵轴代表感应电压(V)，横轴代表时间(s)。两条信号的初始部分为直线，且几乎重合在一起，随后分别过渡到不同曲率的曲线段，区域①的曲线位于区域②的曲线下方，即被测区域越薄，感应电压衰减越快，曲线段越陡。

[0031] 图7为利用本发明检测试样区域①、区域②的信号波形图，纵轴代表感应电压(V)，横轴代表时间(s)。图7中曲线的形状和变化规律和图6基本一致，可见利用本发明能够区分不同厚度的信号，实现壁厚减薄型缺陷的检测。

[0032] 尽管上面结合附图对本发明的优选实例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

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