CN102460143B - 用于测量管内侧沉积物的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种探头装置和用于测量磁铁矿沉积物厚度的相关方法，所述装置和方法独立于所述铁磁性沉积物的孔隙度和磁导率。本发明的所述探头装置是能够准确并且可靠地测量管的内侧直径的轴向扫描和内侧表面跟随探头。本发明的所述探头装置任选地包括两个模块：第一模块是表面跟随模块，而第二模块是传统的涡流探头。

Description

用于测量管内侧沉积物的装置和方法
技术领域
本发明总体涉及用于检查管道内壁的装置和方法，并且更具体地涉及用于检测和测量例如蒸汽发生器或热交换器管材的管道内壁上的沉积物的装置和方法。
背景技术
蒸汽发生器管的特性是其内径(ID)表面上具有保护性磁铁矿沉积物。目前没有方法能够准确并且可靠地测量蒸汽发生器管材的ID上沉积的磁铁矿的厚度。
用于检查金属管道内壁的探头是现有技术中公知的。这种探头在对核蒸汽发生器中的热交换器内壁的由腐蚀、微振磨损或发生器的缝隙区域中的污泥淤积造成的缺陷或变形进行检查方面是尤其有用的。总体而言，这些探头通过应变计或涡流探头进行操作。
应变计式探头通常由外接有多个弹簧加压指针的圆柱轴形成。应变计放置在弹簧加压指针中的每一个上。当探头主体插入至管的内部中并且沿其纵向轴线平移时，内部管壁的半径的差异导致一个或多个弹簧指针在径向方向上弯折。这些指针弯折的程度由附连至指针的应变计获取。
涡流探头通常由弹性地安装至探头中的涡流线圈形成，从而滑触地接合在探头旋转时接受检查的管的内部。线圈电气连接至电流发生器，随着线圈的移动，电流发生器向线圈传导交变电流。阻抗检测电路同样跨接线圈的导线。在操作中，通过线圈进行传导的交变电流激励线圈产生脉冲磁场，该脉冲磁场的大小和极性根据电流的频率发生改变。当探头的线圈位于导电壁附近时，从线圈发散的变化磁通量在壁的一部分中引起涡流。所产生的涡流的具体的电流强度、电压以及方向部分地取决于传导涡流的壁部分的特定阻抗。因为由线圈产生的涡流的流向与流过探头感应线圈的电流相反，所以由涡流产生的磁场在感应线圈中产生了阻抗。这些涡流的强度随后取决于这些电流在流经壁的过程中经历的电阻。由于金属壁中的缺陷(例如裂缝、凹坑或局部减薄区域)在缺陷位置处产生电阻较高的区域，因此涡流探头能够用于通过随着探头主体沿管的内壁移动而不断监测感应线圈的阻抗来对缺陷进行定位。
尽管一些现有技术的探头能够对热交换器管进行令人满意的检查，但是它们都具有限制了其实用性的缺点。此外，这些探头并不允许测量ID表面上的沉积物。
由于应变计式探头需要将非常小的应变计安装至外接探头主体的弹性金属指针上，因此是易碎的。如果探头受到偶然的机械冲击或者甚至是通过管的异常粗糙的部分快速拉出，则应变计本身及其导线都容易破损。尽管应变计式探头能检测这种管中椭圆度的出现(随即表示管是否已经由于强烈的局部压力而受力)，但是许多这些类型的轮廓测定仪的缺陷分辨率都相对较低。如果通过围绕探头的圆周增加更多的弹簧指针和应变计来提高缺陷分辨率，则应变计必须制造成更小，从而进一步增大了装置的易碎性。
当微小线圈以滑触接触弹性地接合壁的内部时，涡轮式探头也可能在设计上遭受过多的易碎性。尽管一些更好的探头设计通过将涡流探头放入自润滑塑料(其受到磨损)中或者通过随着探头在管中平移将线圈附连至弹性接合内管壁的触针的后部来克服这个缺点，但是这些设计都不能准确地解决管椭圆度的问题，也不能测量ID上的沉积物。
此外，由于磁铁矿层的可变的物理特性对现有方法(例如，传统的涡流)造成影响，因此使得对磁铁矿沉积层的测量更加困难。磁导率和磁铁矿的孔隙度是这些问题的主要来源。
本申请的发明人已经在过去提出了磁铁矿层的涡流测量方法。该方法包括涡流轴绕式探头的使用，涡流轴绕式探头通过具有单一高频的传统装置进行激励并且记录以管的缺少磁铁矿沉积物的部分为基准的信号的变化。通过使用从场中取出的管样品来建立厚度与电压之间的关系，而提出来这个方法。接着基于从这些拉出的管获得的磁导率的设定值进行测量。因此，如果层的磁性或物理特性在管与管之间发生变化，则涡流相应将有所不同，从而导致厚度估计的准确性较低。在场中进行评估的管中的磁导率的任何变化都将导致厚度估计中的显著误差。不能通过涡流轴绕式探头技术将厚度与磁导作用分开。
另一种测量方法——OxiprobeTM使用装载质量(mass of the loading)和清洁区域来推导厚度值(Gonzalez，F.，Brennenstuhi，A.M.，Palumbo，G.和Dyck，R.W.，“Steam Generator Primary Side Fouling Determination Using theOxiprobe Inspection Technique(使用Oxiprobe检查技术确定蒸汽发生器一次侧污垢)”，第四届CANDU维修国际会议，多伦多，1997年11月16日至18日)。通过这个方法，还假定磁铁矿具有特定的、一致的密度。
美国专利No.4,876,506对采用壁跟随器和涡流探头来检查管内壁轮廓的装置和方法进行了描述。所公开的装置包括(i)可以插入管内的圆柱形探头主体；(ii)布置在探头主体内的探头组件，探头组件包括可以相对于彼此移动的涡流感应线圈和铜板；以及(iii)壁跟随器组件，壁跟随器组件的一端上包括触针，并且在其另一端上联结至探头组件以用于将管壁的半径的变化转化成涡流感应线圈与铜板之间的距离的变化。
美国专利No.4,876,506的探头不是轴向扫描探头。此外，该探头不能延伸，从而不能用于除了管的内侧直径之外的任何用途，并且因此不能测量管壁上任何内侧沉积物的厚度。第三，来自这个模块的涡流与实际的管本身相联接。
仍然存在对准确并且可靠地测量例如磁铁矿的蒸汽发生器管材的ID上的沉积物的装置和方法的需要。
提供这一背景信息用于使申请人认为的公知信息能够与本发明相关联。并不意味着或者不应当解释成承认任何前述信息构成与本发明相对的现有技术。
发明内容
本申请涉及用于测量管内侧沉积物的装置和方法。
根据一个方面，提供一种包括表面跟随探头的探头装置，所述表面跟随探头包括：探头主体；一个或多个支座对，其中，每个支座对包括附连至所述探头主体的偏压支座和附连至所述探头主体的固定支座；安装在一个或多个支座对中的每一个的偏压支座上的目标件，其中，所述目标件包括这样的材料：该材料是导电性且铁磁性的、导电性且非铁磁性的或者非导电性且铁磁性的；以及与每个目标件电磁耦合的导体线圈。
根据另一个方面，提供一种确定管内内侧直径导电性沉积物的厚度的方法，所述方法包括以下步骤：(i)在管内的一个位置处确定管的内径；(ii)在该位置处进行涡流测试；以及(iii)使在步骤(i)中确定的内径与来自步骤(ii)的输出相关联，以计算管内内侧直径导电性沉积物的厚度。
根据再一个方面，提供一种用于在确定管内内侧直径导电性沉积物的厚度的过程中使用的套件，所述套件包括(i)包括表面跟随探头的探头装置，该表面跟随探头联接至涡流探头；以及(ii)一个或多个标定管。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的探头装置的布局。
图2a是图1所示的探头装置的横截面示意图，而图2b是图2b所示的探头装置的表面跟随模块的详细示意图。
图3是适于用于本发明的探头装置中的标准涡流轴绕式探头的照片。
图4示出了对用于根据本发明的一个实施例的探头装置的数据采集方法进行了说明的试验技术规格表(ETSS)的示例。
图5用图表示出了表面跟随模块位移与电磁建模结果的对比。
图6示出了在没有回转(slewing)的情况下的表面跟随模块和轴绕式模块探头输出(管I-158和管I-983)。
图7示出了数据回转之后的表面跟随模块和轴绕式模块探头输出(管I-158和管I-983)。
图8示出了来自凹痕标准I-2205的数据。
图9示出了来自实验室制造的磁铁矿样本I-806(56μm)的数据。
图10示出了来自实验室制造的磁铁矿样本I-810(24μm)的数据。
图11示出了来自实验室制造的磁铁矿样本I-815(45μm)的数据。
图12示出了使用凹痕标准I-2205绘制并且包括磁铁矿样本I-806、I810和I-815的位置的标定曲线。
具体实施方式
除非通过其它方式进行限定，否则本文使用的所有技术术语和科学术语的意义都与本发明所属领域内普通技术人员通常所理解的相同。
当在说明书和权利要求中使用时，除非上下文中通过其它方式进行了明确限定，否则单数形式“一”包括复数参考。
本文使用的术语“包括”将理解成表示随后的列表不是穷尽的并且可以包括或者可以不包括任何其它额外的合适项目，例如视情况而定的一个或多个其它的特征、部件和/或成分。
本文描述的是探头装置和相关的用于测量管内的内部沉积物厚度的方法，该装置和方法独立于沉积物的孔隙度和磁导率起作用。在具体的示例性实施例中，内部沉积物是磁铁矿沉积物，并且该装置和方法独立于磁铁矿的孔隙度和磁导率起作用。该探头装置是能够准确并且可靠地测量管的内侧直径的轴向扫描和内侧表面跟随探头。
在说明书的其余部分中，将考虑本发明用于检查蒸汽发生器管并且测量管内内侧直径磁铁矿的厚度的方法应用的非限制性实施例。但是，显而易见，在检查大体成圆柱形的仪器中的内径导电性材料的范围内，还能够实施其它的应用。
参照图1，本发明的探头装置10包括两个模块和推管(未示出)。第一模块是表面跟随模块20。根据本发明的一个实施例，第一模块起到独立探头的作用。根据本发明的备选实施例，第一模块20在相同的探头中与第二模块60结合使用，第一模块输出由此用于标定第二模块的输出。
表面跟随模块
如图1和图2所示，第一(表面跟随)模块20包括偏压支座22，偏压支座22在探头装置10的前端处位于前导向件24后方。随着穿过管推动或拉动探头，偏压支座22沿管壁延伸。根据本发明的一个实施例，偏压支座22安装有弹簧。例如，如图2b所示，两个弹簧23向外安装在主体30和偏压支座22中，以便于支座22在测试过程中与管的内部表面相接触。
尽管如上文所述，第一模块20的特征在于包括安装有弹簧的支座22，但是取代弹簧以偏压表面跟随支座的备选装置能够结合到第一模块20中。基于这种偏压装置允许支座表面与管内部表面保持接触的能力对这种偏压装置进行选择。
圆盘或圆柱形或成这两者相结合的形状的材料安装至支座中，并且起到用于导体线圈29的目标件26的作用，导体线圈29本身刚性地固定至探头的主体30。
如图2(b)所示，目标件的结合形式能够成形为具有突出的较小圆柱体28的圆盘27。这种构造的圆柱体28(任选地称作柱塞)的直径小于套筒导体线圈29的内径，以允许圆柱体28插入导体线圈29的顶部中，从而使目标件26与线圈29之间的电磁耦合最大化。
目标件26能够由铁素体、钢或者任何其它的导电性且铁磁性的或导电性且非铁磁性的或非导电性且铁磁性的材料制成。将制造目标件26所用的材料选择成具有较高的磁导率。
通过在线圈29内包括薄的内部套筒31来保护导体线圈29不受到来自柱塞28的任何潜在磨损的影响。线圈29缠绕在内部套筒31上。任选地，将线圈29放置在第二外部套筒32中，以进一步保护线圈29。内部套筒31和外部套筒32由非导电性材料制成。在一个示例中，内部套筒31和外部套筒32由塑料制成。
通过与传统的涡流仪器的使用相结合的磁场，对支座22与导体线圈29之间的相对运动进行监测。目标件以及合适的线圈的激励频率的使用使周围的管中产生的涡流最小化。
将导体线圈29的长度选择成使得线圈与磁铁矿层和其中插入有探头装置以用于使用的管材之间的相互作用最小化。此外，表面跟随模块20能够包括屏蔽材料，以便进一步使线圈29与磁铁矿层和管材之间的相互作用最小化。根据本发明的一个实施例，如图2(b)所示，屏蔽能够设置成围绕导体线圈29的外侧直径定位的圆柱套筒34以及外部套筒32(若存在)的形式。圆柱套筒34的长度与线圈29大致相等并且能够由铜或任何其它的导电性材料制成。
表面跟随模块20结合有用于保持探头的表面跟随特性的装置，使得管直径的变化引起线圈与目标件分离的相应变化。具体而言，表面跟随模块20构造成保证偏压支座22的外表面与管的内部表面保持接触。根据本发明的一个实施例，如图2a和图2b所示，用于保持模块的表面跟随特性的装置包括位于主体的与偏压支座22相对的一侧上的第二固定支座40。这种构造允许探头对于管直径的变化和/或内侧直径沉积物厚度的变化是敏感的。
根据本发明的备选实施例，用于保持表面跟随特性的装置包括一个或多个悬空支座对。在这个实施例中，导体线圈安装在悬空支座中的一个中，而目标件安装在表面跟随模块的主体中或者另一个悬空支座中的一个中。
根据本发明的一个实施例，第一模块的安装有弹簧的支座和/或固定支座是可替换的。支座的可替换性允许使用者定制探头，从而调节管内侧直径或沉积物厚度的变化。这在厚度超过支座行进的范围的情况下是需要的。此外，能够随着支座产生磨损而对支座进行更换。此外，支座尺寸能够变成任何尺寸和形状，以说明待测的表面变化的类型。较小的支座长度允许局部变化的更精细的分辨率，而较长的长度将只对直径的较大变化敏感。
包括至少一个可移除支座的另一个优点是支座的移除能够允许容易地进入表面跟随模块的内部，从而准许装置的维修并且/或者允许根据需要改变目标件。
根据图2b所示的本发明的实施例，偏压支座22和固定支座40都是可移除的并且通过支座罩44和46保持就位。支座罩44和46在表面跟随模块20的相对端处旋至主体30上并且分别在偏压支座22和固定支座40的一部分上延伸从而将其保持就位。
任选地，支座和导向件中包括的保护性插入件用于使表面的磨损最小化并且在恶劣和/粗糙的环境中保持探头对中。在具体示例中，如图2b所示，保护性插入件是陶瓷插入件48。
第一模块20沿一个周向取向感测直径变化。这假定ID磁铁矿沉积物厚度围绕管的圆周是一致的。对拉动管的金相研究已经显示这种假定是有效的。但是，如果需要，能够将额外的支座对(即，一个固定支座和一个偏压支座或安装有弹簧的支座)结合到第一模块20中，以沿另一个周向取向感测直径变化。
第一模块20连接至计算机系统以用于收集和转换由线圈29与目标件26之间的相互作用形成的电压输出。用于计算机连接的导线和电缆延伸穿过主体30内的通道50并且沿推管(未示出)的长度继续延伸。在装置组装的情况下，通过支座罩46覆盖导线和电缆。
目前可市购并且适于与本发明的装置一起使用的计算机系统的一个实例是Zetec MIZ-80id涡流仪器。
涡流模块
第二模块60包括例如轴绕式探头的传统涡流探头，该传统涡流探头在单独通道上连接至涡流仪器。
图3给出了轴绕式探头的典型设计示例，该典型设计示例是目前用于检查蒸汽发生器和热交换器管材的工业标准。图3所示的轴绕式探头能够适于通过替换或适应鼻锥和前部花瓣形导向件以便于附连至第一表面跟随模块的主体来附连至第一表面跟随模块。这种结合的示例示于图1和图2a中。如图1和图2a所示，第二模块60能够包括具有后部导向件62的标准轴绕式探头，后部导向件62跟随有包括防磨珠66的柔性部段64。探头装置进一步包括用于永久地或可移除地接收推管(未示出)的端部80，以将探头推入接受测试的管中。
提供典型的检查技术中所需的传统数据的第二模块60中的探头能够用于监测ID磁铁矿厚度和磁导率的变化，并且提供了用于在管内定位探头的轴向位置的装置。就这一点而言，涡流探头可以是任何设计或类型，而不限于简单的轴绕式探头。在具体示例中，第二模块60是包括钛外壳(未示出)以保护轴绕式探头线圈的轴绕式探头。
例如磁偏压探头、阵列探头或旋转探头的其它探头类型或者例如超声、瞬态场或远场涡流的其它探头技术能够与一个或多个表面跟随模块结合使用。探头类型或技术的选择取决于应用以及何种信息与直径相关联。每个不同的应用可能需要独特的设计或者能够互换，使得不同的探头类型和技术能够与相同的表面跟随模块一起使用。
第二模块60连接至与第一模块20相同的计算机系统。于是，例如ID磁铁矿的铁磁性沉积物的变化能够与由第一模块20提供的准确直径测量相关联。
根据本发明的一个实施例，探头装置设计成用于在非铁磁性金属管材中使用，例如但不限于InconelTM 600或InclolyTM 800。根据备选实施例，探头装置设计成用于在例如但不限于MonelTM 400的适度铁磁性金属管材以及非导电性管材中使用。
此外，根据本发明的具体实施例，本文所述的探头供具有大于0.350″的标称内侧直径的管使用。但是，探头组件是可适应的，使得其能够方便地用于各种直径的管中。
应用
在使用中，第一模块有效地标定第二模块中的探头。这种关系用于推断ID磁铁矿沉积物的实际厚度。如果接受测试的沉积物是非铁磁性且非导电性的，则表面跟随模块能够独立地用于测量沉积物厚度或者确定管的内侧直径所减小的量。
不需要外部参考探头来操作表面跟随模块。涡流模块和表面跟随模块以相同的频率进行操作；但是，使用不同的时隙来避免串扰。图4提供了试验技术规格表(ETSS)的示例。这个ETSS描述了数据采集方法。应当理解，在这个示例中，涡流探头是轴绕式探头并且轴绕式探头的绝对通道的放大器增益相对于标准轴绕技术降低，以避免感测磁铁矿的较厚部段时的信号饱和。如上所述，能够在本发明的探头装置中使用其它的涡流仪器，但是将需要适配器和外部基准。
根据本发明的一个实施例，探头能够用于扫描数目较少的管，以测量蒸汽发生器区域内的磁铁矿的轮廓。这个信息将用于直接报告接受检查的那些管的磁铁矿厚度并且/或者确定能够应用于剩余的轴绕式探头数据的转换系数。如果与Oxiprobe信息结合，则这些数据还能够用于校验其它技术所需的密度值。
根据本发明的另一方面，提供了一种使用本文所述的探头装置和凹痕标定标准进行内径测量的方法。这种方法的具体示例包括以下步骤：
1.在检查位置处设置和准备涡流仪器；
2.连接探头并且校验其操作正确；
3.将探头插入至凹痕标定标准中；
4.在保证两个模块远离任何标定基准的同时，使探头无效以平衡电桥；
5.相对于标定标准对标定基准数据进行审查并且调节凹痕信号，使得其随着探头通过凹痕而竖直地偏转；
6.推动探头完全穿过凹痕标定标准；
7.在以恒定速度拉动的同时，随着探头被拉动穿过凹痕标定标准和被拉出凹痕标定标准而记录数据；
8.审查数据，并且重复该扫描以保证记录数据良好；
9.测量每个凹痕的电压变化，并且相对于电压绘制直径减小的图，以产生类似于图12中的曲线。原点代表将凹痕样本的直径作为基准点；
10.将探头插入穿过凹痕标定标准并且进入待测的管；
11.在以恒定速度拉动的同时，随着探头被拉动穿过待测的管并且穿过凹痕标定标准而记录数据；
12.在所有待测的管上进行重复；
13.为了分析测量数据，从凹痕标准标称ID位置至进行测量的管的标称ID测量电压。这提供了相对于凹痕标准的管的直径的增加值或减少值；
14.在标定曲线(图12)上绘制这个操作点，并且能够位于原点上方或下方；
15.测量并且绘制由相对于标定曲线上的操作点的ID磁铁矿引起的电压。通过这种方式，通过管的内侧直径之间的差异对测量进行调节；
16.现在能够从标定曲线读出厚度估计。
在确定和测量热交换器或蒸汽发生器的管的ID上的磁铁矿沉积物方面，本发明的探头装置和方法是尤其有用的。但是，本发明的探头装置也能够为了在定期维修断电过程中检查其蒸汽发生器的目的而用于电气设施中。
总体而言，探头装置能够用于测量任何圆柱形仪器中的导电性沉积物和非导电性沉积物。本发明的探头装置的涡流模块还能够用于根据所选的涡流探头类型来测量管特性或缺陷(例如但不限于裂缝、凹痕、鼓包和膨胀)。
为了获得对本文所述的发明的更好理解，阐述了以下示例。应当理解，这些示例仅用于说明目的。因此，这些示例不应当以任何方式限制本发明的范围。
示例
为了开始最初的探头设计，使用Infolytica公司的MagNet v6 3D有限元电磁建模软件对表面跟随模块线圈与目标件之间的相互作用进行建模。对线圈几何形状、目标件几何形状和特性以及间隔考虑进行建模并且形成解决方案。将线圈的长度调节成能够减小线圈与磁铁矿层和其中插入有探头的管材之间的相互作用。图5示出了相对于目标件接近度的线圈电压输出的电磁建模结果。图5还对比了建模与下文所述的实验结果。基于建模线圈，制造物理线圈并且对其电阻和电感进行测量。
最初的探头只包括表面跟随模块并且用于校验建模结果和提供理论证明。通过原型表面跟随模块的最初测试是成功的并且图5示出了实验桌上的表面跟随模块与计算机建模结果之间的对比。通过以测微器挤压支座来收集实验桌上的探头的数据，记录位移并且测量由探头产生的信号振幅。基于这些结果，建立了具有两个模块和15.24m(50′)长的推管的完整的组件。在凹痕样本(标记为I-2205)以及具有ID磁铁矿(标记为I-806、I-810和I-815)的实验室包覆层的管上对完整的探头原型进行测试。凹痕样本构造成在表面跟随模块的运动范围上提供一系列直径减小。I-2205的这个样本被认为是用于ID测量目的的标定样本。表1概括了凹痕的信号响应和相关的物理测量。图6示出了探头的输出。左侧带形图示出了对I-158中凹痕的轴绕式模块响应(C3-8探头标准)，而右侧带形图示出了表面跟随模块响应。I-158中的凹痕具有500μm的直径减小。在这些视图中，已经对来自直径减小的信号进行了竖直旋转，以允许通过最大竖直电压进行测量。由于两个模块沿探头主体轴向分开，所以数据回转能够用于将数据与管材的相同部段对齐。图7示出了应用数据回转之后来自探头的结果。
表1：凹痕标准I-2205测量信息概述
  压痕位置   直径减小(μm)   表面跟随模块压痕电压(v)
  A   359   100.00
  B   326   82.95
  C   263   58.80
  D   245   47.66
  E   165   24.46
  F   103   14.13
图8示出了来自表1所述的I-2205中的六个直径减小的结果。实验室磁铁矿检查结果示于图9、图10和图11中。图9示出了来自样本I-806的数据；这个管的ID进行了两次磁铁矿包覆。图10和图11分别示出了样本I-810和I-815，在这种情况下，两个管的ID都进行一次磁铁矿包覆。
分析
为了分析原型探头数据，需要公知的直径用于标定。从凹痕样本I-2205的已知标称直径获得这个直径信息。图12示出了与来自仿真的结果进行对比的来自凹痕样本的实验室结果。结果示出了非常好的一致性。图12还示出了管I-806(56μm)、I-810(24μm)和I815(45μm)的厚度估计。这些结果是基于利用凹痕样本的直径作为基准点(在图12上示作原点)的标定过程。在扫描未知管时，如果管的内侧直径与凹痕样本不同，则需要根据以下步骤进行测量。首先，从凹痕样本的标称ID位置至接受测试的管的标称ID测量电压。这提供了管的直径相对于凹痕样本I-2205的增加值或减少值，并且绘制在标定曲线(图12)上。其次，相对于标定曲线上的这个点测量管的由ID磁铁矿引起的电压。通过这种方式，通过管的内侧直径之间的差异对测量进行调节。为了现场部署，类似于I-2205的凹痕标定管将与探头一起应用。
图9、图10和图11示出了来自具有三个磁铁矿样本的凹痕样本的响应。在这种情况下，由于其直径非常类似于凹痕样本，因此相对于图12中的零进行ID测量。
在提出分析方法的最初阶段中，试图使支座位移的量与支座完全延伸至样本外侧(由于这是易于获得的参考)的条件相关联。当通过这种模式分析数据时，实验室结果与建模结果不一致。这种差异性是由于表面跟随模块线圈及其基准线圈两者与管材的电磁耦合造成的。进一步的建模提出了屏蔽表面跟随模块线圈的方法。如图2(b)的视图所示，能够通过围绕导体线圈的外侧直径增加与线圈等长的由铜或任何其它导电性材料制成的圆柱形套筒来提供屏蔽。
本说明书中提到的所有公开、专利和专利申请都表明本发明所属领域的普通技术人员的水平，并且以与具体并且独立地表明通过引用的方式结合每个单独的公开、专利或专利申请相同的程度通过引用的方式将其结合到本文中。
对本发明进行了以上描述，但是显而易见，能够以多种方式对本发明进行改变。不应当将这种改型看作是与本发明的精神和范围的脱离，并且对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，期望所有的这些改型都包括在以下权利要求的范围内。

Claims (18)

1.一种包括表面跟随探头的探头装置，所述表面跟随探头包括：
(a)探头主体，
(b)一个或多个支座对，其中每个支座对包括附连至所述探头主体的偏压支座和附连至所述探头主体的固定支座，
(c)目标件，所述目标件安装在所述一个或多个支座对中的每一个的所述偏压支座上，其中所述目标件包括导电性且铁磁性的、导电性且非铁磁性的或者非导电性且铁磁性的材料，以及
(d)导体线圈，所述导体线圈与所述目标件电磁耦合。
2.根据权利要求1所述的探头装置，其中，所述探头装置还包括联接至所述表面跟随探头的涡流探头。
3.根据权利要求2所述的探头装置，其中，所述涡流探头是轴绕式探头。
4.根据权利要求1所述的探头装置，其中，所述偏压支座是安装有弹簧的支座。
5.根据权利要求1所述的探头装置，其中，所述偏压支座和所述固定支座均包括一个或多个保护性插入件。
6.根据权利要求5所述的探头装置，其中，所述保护性插入件是陶瓷。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的探头装置，其中，所述探头装置包括多于一个的支座对。
8.根据权利要求1所述的探头装置，其中，所述探头装置还包括推管。
9.根据权利要求1所述的探头装置，其中，所述目标件呈圆盘形或圆柱形，或者包括圆盘形部分和圆柱形部分。
10.根据权利要求9所述的探头装置，其中，所述目标件包括圆盘形部分和圆柱形部分，并且所述圆柱形部分在所述导体线圈的一部分内延伸。
11.根据权利要求1所述的探头装置，其中，所述目标件由这样的材料制成：该材料是导电性且铁磁性的、导电性且非铁磁性的、非导电性且铁磁性的，或者它们的结合。
12.根据权利要求11所述的探头装置，其中，所述目标件由铁素体或钢制成。
13.一种使用权利要求1所述的探头装置确定管内内侧直径、导电性沉积物的厚度的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)在所述管内的一位置处确定所述管的内径；
(b)在所述位置处进行涡流测试；以及
(c)使在步骤(a)中确定的所述内径与来自步骤(b)的输出相关联，以计算所述管内的所述内侧直径、导电性沉积物的厚度。
14.一种包括表面跟随探头的探头装置，所述表面跟随探头包括：
(a)探头主体；
(b)一个或多个悬空支座对；
(c)安装在悬空支座中的一个中的导体线圈；以及
(d)安装在以下任一项中的目标件：(i)所述探头主体，或(ii)悬空支座中的另一个，其中所述目标件由电导的和铁磁性的、电导的和非铁磁性的、或非电导的和铁磁性的材料构成。
15.根据权利要求14所述的探头装置，其中，还包括连接至所述表面跟随探头的涡流探头。
16.根据权利要求15所述的探头装置，其中，
所述涡流探头是轴绕式探头。
17.一种用于在确定管内的内侧直径、非导电性沉积物的厚度的过程中使用的套件，所述套件包括(i)根据权利要求1或14所述的探头装置；以及(ii)一个或多个凹痕标定管。
18.一种用于在确定管内的内侧直径、导电性沉积物的厚度的过程中使用的套件，所述套件包括(i)根据权利要求2或15所述的探头装置；以及(ii)一个或多个凹痕标定管。
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