CN105180791A - 一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及其方法，更确切地说，本发明涉及一种利用涡流探测器，使用一探查线圈和霍尔传感器，优先测量由管线缺陷而产生的感应磁通量，从而不仅可以检测一般管线缺陷还可以同时检测特定管线缺陷。如上所述，根据利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及其方法，覆盖有保温材料的管线或者厚管线的平均厚度通过大口径感应线圈测量，并且同时管线的任何局部缺陷都可以用位于中心部分的霍尔传感器检测。本发明的装置和方法不仅可以改善管线罐壁减薄的定量测量，还可以在没有专业操作的情况下用简单的处理方式来检测其中任意缺陷。

Description

一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及其方法，更确切地说，本发明涉及一种利用涡流探测器，使用一探查线圈和霍尔传感器，优先测量由管线缺陷儿产生的感应磁通量，从而不仅可以检测一般管线缺陷还可以同时检测特定管线缺陷。

背景技术

在一发电厂或一化工厂优先检测基底金属的厚度是很重要的，为了预防设施由于腐蚀产生的减薄而导致的损坏和破坏，并且该腐蚀产生于覆盖有保温材料的管线中，或储存罐中保温材料和基底金属之间，或者因为由弯曲管线中的流体所产生的流动加速腐蚀。现有技术对于这个描述于韩国专利10-1150486，其中一种测量内管或储罐厚度的装置，特别是由铁磁材料构成，如碳钢，不用消除保温材料已被描述。该方法描述于韩国专利10-1150486，该专利是为了通过检测信号引发采用脉冲电流通过循环驱动线圈之后，并通过使用感应线圈缠绕驱动线圈并且解释之后的信号，从而检测一物体厚度的任意变化。

从理论上讲，探查线圈只能检测通过线圈内部区域的磁通量强度。因此，任何内部的比较方向或线圈中缺陷位置被轻易被忽略。在许多情况下，在电磁试验中检测的引发磁通量的变化包含关于物体中缺陷的有价值的信息。然而，如果相比于线圈的尺寸缺陷是比较小的，由缺陷引起的局部磁场的变化是不能由磁通量运行通过大面积线圈来检测的。由线圈检测的信号代表围绕线圈的磁通量的一般变化无论磁通量空间方向。这意味着，只有运行在探查线圈内部引发磁通量的强度可以被测量，引发磁通量运行通过的区域等于探查线圈的区域。因此。传统的方法只能测量面向探查线圈区域的物体的平均厚度的变化。当驱动线圈的尺寸减小，分辨率增加，然而，这导致穿过物体的涡电流的穿透深度减少，因此它对本发明来说不是合适的方法。鉴于驱动线圈的容积和区域，探查线圈的直径现实中至少为10cm，表明在80平方厘米或者小于80平方厘米中的物体厚度变化的检测室非常不同的。

发明内容

本发明的一个目的是为了提供一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及其方法，它可以检测没有去除覆盖在管线外围的保温材料的管线的平均厚度。

本发明的另一个目的是为了提供一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及其方法，它是简单并且实时监测管线上任何局部缺陷，除了管线壁平均厚度。

本发明的一个目的是为了提供一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及其方法，它可以只用简单的操作测量管线壁的减小。

为了实现上述目的，本发提供了一种装置，该装置包含一个电源供给单元，所述供给单元用于供给脉冲电流，一个磁场发生单元，所述磁场发生单元利用上述提供的脉冲电流来产生脉冲磁场的，一个磁传感器单元，所述磁传感器单元检测管线中脉冲磁场所产的脉冲引起的磁通量，并且在感应到脉冲引起的磁通量的变化后产生检测信号，一个信号放大/过滤单元，所述信号放大/过滤单元用于放大和过滤在磁传感器单元中所产生的检测信号，以及一个信号处理单元，所述信号处理单元用于接收在信号放大/过滤单元中放大和过滤后的检测信号并且计算管线的厚度及减薄的变化，其中所述磁感应器单元包括一个探查线圈和一个霍尔传感器，所述探查线圈用于测量管线的平均厚度，所述霍尔传感器用于测量管线厚度的局部变化。

在电源供给单元中产生复极式脉冲电流，脉冲电流的脉冲宽度为0.2-2.0秒，并且能率比被控制在0.1-0.5的范围内。

所述磁场发生单元包含分别来自于管线但不和管线接触的磁轭，并且所述磁化线圈包裹着磁轭从而在管线上产生脉冲磁场。

所述磁轭是中空的，并且其特征是一端的直径大于另一端。

所述磁轭用高渗透性磁化材料来准备，例如诸如铁酸盐或铁芯硅钢片（SiFe）。

所述磁化线圈用1~5mm的铜线包裹着磁轭的外围并缠绕50~300次。

霍尔传感器位于所述磁场发生单元的中央。当含有2个霍尔传感器时，他们位于所述磁场发生单元中央的两端并且此时所述两个霍尔传感器是不同类型的。

所述探查线圈是为了包裹在所述磁化线圈的外部但和所述磁化线圈电连接。

所述磁化线圈被所述探查线圈缠绕200~1000次。

所述霍尔传感器和所述探查线圈是为了测量由脉冲引起的磁通量的变化后产生变化电压以及基于测量电压水准下管线变化厚度的计算。

所述信号处理单元通过测量脉冲引发磁通量信号的时间和宽度相关的衰减程度，该磁通量使用一参数或者通过测量脉冲引起的磁通量信号的时间延迟，并通过傅立叶变换作为一个频谱。

当信号处理单元中只有一个霍尔传感器，信号处理单元通过下列步骤计算减薄；通过观察过渡区域的时间延迟；区别信号；对过渡区域的信号或者不同信号最大值的振幅进行傅里叶变化；并且通过使用功率谱密度计算减薄。当信号处理单元包含两个霍尔传感器时，通过使用不同的霍尔传感器的不同电压大小来计算减薄程度。

所述管线是一条管线或者一个发电厂的换热器或一个包含磁性物质的化工厂。

本发明的方法可以包含下列步骤；通过向磁化线圈提供脉冲电流来产生脉冲磁场；利用探查线圈和霍尔传感器检测由脉冲磁场在管线中发生的脉冲引起的磁通量当检测到由于管线厚度变化而产生的脉冲引起的磁通量的改变时，通过探查线圈和霍尔传感器产生检测信号；放大和过滤检测信号；并且通过处理放大的和过滤的检测信号计算墙管线的壁减薄或厚度变化。

用探查线圈和霍尔传感器的检测步骤可以包含使用探查线圈的检测与霍尔传感器的检测同时进行。

技术优势

本发明的一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及其方法有利于增加磁场的穿透管线内部的穿透深度，该管线穿过具有更大直径的磁化产生单元。因此，缺陷的平均变化可以用探查线圈来测量并且同时管线内部的局部变化和管线壁的减薄可以用霍尔传感器测量。

附图说明

本发明优选的实施例的应用将参照附图被最好的理解，其中：

图1是根据本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置的示意图；

图2是根据本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置中朝着特定方向管线的截面图；

图3是根据本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置中检测器的截面图；

图4是根据本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置中检测器的斜截面图；

图5是根据本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的方法的流程示意图；

图6是用于驱动本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测装置及方法的软件示意图；

图7是根据本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置中霍尔传感器测量由外围环境改变管线厚度的图形示意图；

图8（a）和8（b）是根据本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置中探查线圈测量由外围环境改变管线厚度的图形示意图。

符号说明

10：管线

20：保温材料

100：探测单元

110：磁场发生单元

111：磁轭

112：磁化线圈

150：磁传感器单元

151：探查线圈

152，152’：霍尔传感器。

具体实施例

通过附图，更详细地描述了本发明的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及方法。通过一个或多个实施例对本发明的附图进行解释以说明其布置及功能，并且这些实施例并不能限制本发明的技术，精神，范围及应用。

本发明中所使用的术语是选自能够用来解释本发明的功能的常用术语。然而，它们能够被本领域中，惯用的术语中，新技术的宣传中等的其他术语替换。在某些特定的情况下，术语由本发明的发明人来选择，但是，在这种情况下，会在本发明的说明书中详细地说明这些术语。因此，很清楚地明白本发明所使用的术语不仅仅是个名字，而且也能对其的意义及总体思路给出定义从而理解本发明。

本发明提供了一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置，所述装置包括下列单元：

一个供给单元，所述供给单元用于供给脉冲电流的；

一个磁场发生单元，所述磁场发生单元利用上述提供的脉冲电流来产生脉冲磁场的；

一个磁传感器单元，所述磁传感器单元检测管线中脉冲磁场所产的脉冲引起的磁通量，并且在感应到脉冲引起的磁通量的变化后产生检测信号；

一个信号放大/过滤单元，所述信号放大/过滤单元用于放大和过滤在磁传感器单元中所产生的检测信号；以及

一个信号处理单元，所述信号处理单元用于接收在信号放大/过滤单元中放大和过滤后的检测信号并且计算管线的厚度及减薄的变化。

所述磁感应器单元包括一个探查线圈和一个霍尔传感器，所述探查线圈用于测量管线的平均厚度，所述霍尔传感器用于测量管线厚度的局部变化。

通过之后的图1-4，更详细地描述了利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置。

图1是根据本发明的一个优选的实施例的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置的示意图。

如图1所示，利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置（1）包括一个探测器单元（100），一个电源供给单元（300），一个信号放大/过滤单元（500），以及一个信号处理单元（700）。

所述探测器单元（100）单独地安装在管线（10）上并且一旦向所述探测器单元提供脉冲电流便能够产生脉冲磁场。所述探测器单元（100）也能够检测管线（10）中的脉冲磁场产生的脉冲引起的磁通量并且在检测到脉冲引起的磁通量的变化后产生检测信号。

所述电源供给单元（300）向所述探测器单元（100）提供电源以产生脉冲磁场。此时，所述电源能够是脉冲电流。所述电源供给单元（300）能够控制所述脉冲电流的能率比并且此时所述脉冲电流能够是复极式脉冲电流。由所述电源供给单元（300）提供的电源能够在0.2-2.0秒的脉冲宽度和0.1-5.0的能率比的范围内进行调节，但不总是限制于此。所述电源供给单元（300）更优选地被设计成能够通过对脉冲宽度和能率比的控制来调节电流的大小。

所述信号放大/过滤单元（500）接收由所述探测器单元（100）产生的缺陷信号并对其进行放大和过滤。

所述信号处理单元（700）具有一个霍尔传感器。那样，就能区分过渡区信号并且能够通过分析差分信号在最大点的振幅及所述过渡区信号的时间延迟来计算出墙墙壁减薄，或能傅氏变换所述过渡区信号并且利用功率谱密度来计算墙墙壁减薄。所述信号处理单元（700）也能具有两个霍尔传感器。那样，这两个霍尔传感器就能被分别放置，从而检测不同信号的不同振幅来判断根据管线（10）的厚度产生的信号的变化，通过这种方法，就能检测到管线（10）的内部缺陷的位置和大小。

能够通过分析在由探查线圈检测到的脉冲引起的磁通量的最大点上观察到的振幅或利用一个参数来分析随时间进行的衰减程度来计算减薄程度，或利用由傅氏变换所述脉冲引起的磁通量信号的时间延迟而获得的频谱来计算减薄程度。

所述信号处理单元（700）也能够将放大和过滤后的缺陷信号整合在一起来促进加快在管线（10）的厚度变化期间的信号变化的判断。所述信号处理单元（700）在一个操作系统上执行程序代码，产生数据，并运行。所述操作系统是公知的，不在此处详细描述。例如，操作系统能够是Windows操作系统，Unix，LINUX，Plam操作系统，DOS，Android，或Macintosh。

如图1所示，在本发明的一个优选的实施例中，所述利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置还包括扫描仪来将探测器单元（100）移动至管线（10）。

图2是一个描述了管线（10）的截面图，这是本发明的一个优选的实施例的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置的检测目标。

所述管线（10）能够是由铁酸盐的或铁磁性的材料制成的管线或存储罐。此时，所述铁磁性材料能够是碳钢。所述管线（10）能够被绝热材料（20）覆盖。更准确地说，所述管线能够是一种被绝热材料包覆的管线或热交换器以防止受到外界温度的影响。在本发明的一个优选的实施例中，本发明所述的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置有利于测量管线（10）中的墙壁减薄而无需移除包覆管线（10）的绝热材料。

图3是根据本发明的一个优选的实施例的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置的探测器的截面图，以及，图4是根据本发明的一个优选的实施例的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置的探测器的斜剖面。

如图3和图4所示，所述探测器单元（100）包括磁场发生单元（110）和磁感应器单元（150）。

所述磁场发生单元（110）利用由电源供给单元（300）提供的脉冲电流来产生脉冲磁场。所述磁场发生单元（110）包括由磁化线圈（112）包覆着的磁化轭（111）。所述磁化轭（111）位于管线（10）的外部并且被磁化线圈（112）缠绕着。例如，所述磁化轭（111）能够是一个中空的圆锥形状，但是不总是限制于此。

所述磁化轭（111）是一个具有斜面的中空的圆锥形状，它的每一段都具有一个不同的直径。如果所述磁化轭（111）是一个中空的圆柱形，当在磁场发生单元（110）中产生磁场时，磁通量不仅穿过所述磁场发生单元（110）的内侧的上部或下部，还穿过所述磁场发生单元的外部，这样，磁通量的聚焦效率会减小。同时，如果磁化轭（111）是中空的圆锥形，在所述磁场发生单元（111）中产生的所述脉冲磁场能够聚焦在所述磁化轭（111）的中心，达到了预期的高效率。所述磁化轭（111）能够由高磁导率磁性材料制成，诸如铁酸盐或铁芯硅钢（SiFe）片。

这里的铁酸盐是一种磁性物质，具有与铁磁性金属，如铁，完全不同的结构。它的磁化机理取决于亚铁磁性。在它的结构中，当M是二价金属原子时，它表示为MO·Fe₂O₃，并且当M是Zn时，它被称为铁酸锌。它是一种混合和成形Lawmaterials的微粉并在1000℃下烧结而制备成的陶瓷。它不是一种导体，因此它不会像金属那样受到涡流影响，这样它是一种用于高频的优秀的磁芯。

所述铁芯硅钢（SiFe）片也被称为电气钢片或硅钢片。与常见的钢片相比，它含有更多的硅并且具有优越的电磁属性。例如，铁损（能源在电与磁之间的能源转换时的损失）不算多，但是磁通量密度高，磁通量密度是易磁化的指数。所述铁芯硅钢片分为定向铁芯硅钢片和非定向铁芯硅钢片，所述定向铁芯硅钢片具有指向一个方向的内部晶体，具有大幅提高的磁性，所述非定向铁芯硅钢片具有指向不同方向的内部晶体，可以根据使用的目的进行选择，但并不限于此。

所述磁化线圈（112）与电源供给单元（300）电连接并且包覆着磁化轭（111），这样，根据右手螺旋定律产生磁场。所述磁化线圈（112）的直径优选为5-10cm，但是并不总是限制于此。如果所述磁化线圈（112）的直径少于5cm，由于减少了有效面积，只能检测小口径管线。另一方面，如果所述磁化线圈（112）的直径大于10cm，由于用于检测的面积变大了，导致检测效果降低。当在所述磁化线圈（112）上施加50A-100A的电流20秒时，所述所述磁化线圈（112）不会因它产生的热而损坏。所述磁化线圈优选由直径为1mm-5mm的铜丝制成，但是并不总是限制于此。所述磁化线圈的缠绕数优选为50-300次。当缠绕数大于300时，这意味着磁化线圈的持续时间变长，这样产生脉冲电流就变得困难。同时，当缠绕数小于50，在所述磁化线圈中产生的磁场就变得不够强。

所述磁场感应器单元（150）检测由在磁场产生单元（110）中产生的脉冲磁场而在所述管线（10）中产生的脉冲引起的磁通量并在感应到脉冲引起的磁通量的改变后产生检测信号。所述磁感应器单元（150）包含探查线圈（151）和霍尔传感器（152）。

所述探查线圈（151）能够被设置在所述磁场发生单元（110）的外部，例如，它包覆着所述磁化线圈（110）的外部而没有与所述磁化线圈（112）产生电接触。

所述探查线圈（151），缠绕在所述磁场发生单元（110）的外部，优选地被设置在尽可能接近管线的位置。所述探查线圈（151）是一种用于测量在所述管线（10）中的脉冲引起的磁通量的工具。所述探查线圈在所述磁场发生单元上缠绕200-1000次，但是不总是限制于此。当缠绕数小于200时，就不能使探查线圈（151）轻易地检测到在所述管线（10）中的脉冲引起的磁通量，而当缠绕数大于1000时，探查线圈（151）的体积增加了。因此，更优选地是进行缠绕300-1000次。

为了设计所述磁场发生单元（110）和所述磁感应器单元（150），需要考虑所述磁化线圈（112）和所述探查线圈（151）的电感，所述磁化线圈（112）和所述探查线圈（151）的电阻，空间中的电磁场分布，根据管线（10）的材料的线圈响应，发射特征和用于间断响应的参数。由于每当测试样品和探测器线圈之间的距离发生改变时，磁连接发生变化，发射特征表现出了涡流测试系统的输出的观察效果。然而，这些参数显示了在实际实施过程中出现的不规则输出。因此，优选地通过进行重复的测试来获得最佳的参数。

所述探测线圈（151）能够通过在管线（10）只不过的脉冲引起的磁通量产生电压，并且能够根据产生的电压推测出管线（10）的缺陷的位置和大小。尤其是，所述探测线圈能够测量所述管线（10）的平均厚度。所述探测线圈（151）检测在所述管线（10）中脉冲引起的磁通量。此时，能够利用参数计算出实时的减薄程度和脉冲引起的磁通量信号在最大点的振幅，或者，能够通过傅氏变换所述脉冲引起的磁通量信号的时间延迟获得的频谱计算出减薄程度。

所述霍尔传感器（152）能够被设置在所述磁场发生单元（110）的中心轴。能够包括至少一个或两个霍尔传感器（152）。当只有一个霍尔传感器时，所述霍尔传感器（152）位于测试对象附近并且当有两个霍尔传感器（152,152’）时，为了产生由差动式放大器计算的信号，它们位于所述磁化轭（111）的中心轴的一直线（152,152’）的上部和下部。所述霍尔传感器位于所述磁场发生单元的中心。所述霍尔传感器（152）取得霍尔效应的优点来计算出磁场的方向和大小，所述霍尔效应是当所述磁场施加在导通电流的导体上时，电流和磁场的垂直方向的电压产生的现象。这样，由于所产生的电压在电流中出现区别并且这个传感器利用这个区别。所产生的电压与电流和磁场的强度成比例，并且当调节所述电流时，这使得输出与磁场的强度成比例。所述霍尔传感器能够测量电压或阻抗的传遍，这能够通过传统的线圈传感器来检测到，并且能够均匀地响应不同的频率。这个响应信号根据在所有频率元件中的磁通量密度的大小比较而线性改变。通过取得霍尔传感器的特性的优点，能够测量多根管线（10）。所述管线（10）的缺陷也能够通过简单的操作而不需要专业操作就能够检测到。当脉冲电流增加或减少时，所述霍尔传感器（152）能够检测到在所述管线（10）中的脉冲引起的磁通量。通过霍尔传感器（152）检测到的脉冲引起的磁通量中的过渡区被放大并且能够通过测量放大过渡区域的时间延迟计算减薄程度。

当只装配了一个霍尔传感器（152）时，区分所述过渡区信号并且通过分析所述差分信号的最大点的振幅和过渡区信号的时间延迟计算所述管线（10）的墙壁减薄，或者傅氏变换所述过渡区信号并且利用功率谱密度计算墙壁减薄。当装配了两个霍尔传感器（152，152’）时，它们被各自分别设置在所述磁化轭（111）的上部和下部从而计算管线（10）的减薄。

本发明提供了一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的方法，所述方法包括下列步骤：

通过向包覆着磁化轭的磁化线圈提供脉冲电流来产生脉冲磁场；

利用探查线圈和霍尔传感器检测由脉冲磁场在管线中发生的脉冲引起的磁通量

当检测到由于管线厚度变化而产生的脉冲引起的磁通量的改变时，通过探查线圈和霍尔传感器产生检测信号

放大和过滤检测信号；并且

通过处理放大的和过滤的检测信号计算墙管线的壁减薄或厚度变化。

参见图5，下文将具体描述了本发明的一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的方法。

图5是描述了根据本发明的优选实施例的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的方法的流程图。

如图5所示，首先，向包覆着磁化轭的磁化线圈提供脉冲电流从而产生脉冲磁场（s100）。所述包覆着磁化轭的磁化线圈由电磁体制成，所述电磁体是一种广为人知的能将施加在磁化线圈上的电流转换成磁场的装置，促进利用应用的脉冲电流产生脉冲磁场。

接着，利用探测线圈和霍尔传感器检测由脉冲磁场在所述管线中产生的脉冲引起的磁通量（s110）。能够利用上一步（s100）产生的脉冲磁场磁化所述管线并且在所述管线中产生从脉冲磁场发生的脉冲引起的磁场。然后，所述探查线圈和霍尔传感器检测脉冲引起的磁通量，这是所述脉冲引起的磁场的磁通量改变。

接着，当由于管线的厚度的变化而使得脉冲引起的磁通量的改变，所述探查线圈和霍尔传感器检测到这个改变并产生检测信号（s120）。此时，探查线圈和霍尔传感器能够同时检测脉冲引起的磁通量。尤其是，所述探测线圈能够检测管线的平均厚度并且所述霍尔传感器能够检测管线的局部变化。众所周知，所述霍尔传感器具有优越的空间分辨能力，这样即使在低频率下，它的属性也不会因为阻抗的任何改变而轻易改变。由所述霍尔传感器产生的信号与磁通量密度的实际大小成比例，并且强度甚至能在各种频率范围内的直流电流中到达高频区域。所述霍尔传感器的尺寸大约为1mm²，即使包括检测端，这样，能够设置多个霍尔传感器来增加缺陷分辨率以测量管线的减薄。

然后，放大和过滤所述检测信号（s130）。在上述步骤（s120）中产生的所述脉冲引起的磁通量能够转变成检测信号，在此期间会产生噪音并且信号会变弱。因此，信号能够被放大和过滤。

最后，通过处理所述放大和过滤的检测信号来计算所述管线的减薄或厚度的变化（S140）。能够通过区分过渡区信号或通过傅氏变换过渡区信号来进行信号处理。利用软件进行管线的减薄或厚度的变化的计算。

图6是用于驱动本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测装置及方法的软件示意图。

如图6所示，图形（610）显示磁场产生单元中应用于磁场产生的电流。该电流可以是脉冲电流并且尤其是矩形脉冲波的复极式脉冲电源。该电流的脉冲宽度为0.2~2秒，并且能率比被控制在0.1~0.5的范围内，但不限于此。

图7是根据本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置中霍尔传感器测量由外围环境改变管线厚度的图形示意图。

如图7所示，一个0.4毫米厚的不锈钢板位于保温材料覆盖的管线上10cm的位置，在上方本发明利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置被操作。由霍尔传感器测量的管线厚度显示出来。图形（710）显示为8毫米的平均厚度，图形（720）显示为5毫米的平均厚度并且图形（730）显示为2.5毫米的平均厚度。随着管线变粗，由霍尔传感器引起的信号延迟也会增加。

图8（a）和8（b）是根据本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置中探查线圈测量由外围环境改变管线厚度的图形示意图。

如图8（a）所示，探测单元位于保温材料覆盖的管线上10cm的位置并且管线的厚度通过使用探查线圈测量。图形（810）显示为8毫米的平均厚度，图形（820）显示为5毫米的平均厚度并且图形（830）显示为2.5毫米的平均厚度。特别是，管线的厚度用探查线圈测量并且显示于此。图形（860）显示为8毫米的平均厚度，图形（870）显示为5毫米的平均厚度并且图形（880）显示为2.5毫米的平均厚度。

如图（b）所述，一个0.4mm厚的不锈钢板位于保温材料覆盖的管线上10cm的位置，其上的测量是使用本发明利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置来进行的。特别是，管线厚度的测量是使用探查线圈并存于其内。图形（860）显示为8毫米的平均厚度，图形（870）显示为5毫米的平均厚度并且图形（880）显示为2.5毫米的平均厚度。

正如以上所述，本发明的一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及其方法有利于增加磁场的穿透管线内部的穿透深度，该管线穿过具有更大直径的磁化产生单元。因此，缺陷的平均变化可以用探查线圈来测量并且同时管线内部的局部变化和管线壁的减薄可以用霍尔传感器测量。

本领域技术人员将会意识到，在前面描述的概念和具体公开的实施例可以容易地用作修改或设计用于与本发明具有相同用途的其它实施例。本领域技术人员也会欣赏不脱离本发明的精神和范围的附加要求规定的实施方案。

Claims (15)

1.一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置包括下列单元：

一供给单元，所述供给单元用于供给脉冲电流；

一磁场发生单元，所述磁场发生单元利用上述提供的脉冲电流来产生脉冲磁场；

一磁传感器单元，所述磁传感器单元检测管线中脉冲磁场所产的脉冲引起的磁通量，并且在感应到脉冲引起的磁通量的变化后产生检测信号；

一信号放大/过滤单元，所述信号放大/过滤单元用于放大和过滤在磁传感器单元中所产生的检测信号；以及

一信号处理单元，所述信号处理单元用于接收在信号放大/过滤单元中放大和过滤后的检测信号并且计算管线的厚度及减薄的变化；

所述磁感应器单元包括一个探查线圈和一个霍尔传感器，所述探查线圈用于测量管线的平均厚度，所述霍尔传感器用于测量管线厚度的局部变化。

2.如权利要求1所述的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置，其特征在于，所述电源供给单元产生复极式脉冲电流，并且所述脉冲电流的脉冲宽度被控制在0.2-2.0秒的范围内并且能率比被控制在0.1-0.5的范围内。

3.如权利要求1所述的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置，其特征在于，所述磁场发生单元包含分别来自于管线但不和管线接触的磁轭，并且所述磁化线圈包裹着磁轭，从而在实验物体上产生脉冲磁场。

4.如权利要求3所述的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置，其特征在于，所述磁轭是中空的，并且所述磁轭的一端的直径大于另一端。

5.如权利要求3所述的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置，其特征在于，所述磁轭由高渗透性磁化材料构成，例如诸如铁酸盐或铁芯硅钢片（SiFe）。

6.如权利要求3所述的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置，其特征在于，所述磁化线圈包裹着磁轭的外围（1~5mm的铜线，缠绕50~300次）。

7.如权利要求1所述的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置，其特征在于，至少有一个霍尔传感器位于所述磁场发生单元的中央，当含有2个霍尔传感器时，他们位于所述磁场发生单元中央的两端并且此时所述两个霍尔传感器是不同类型的。

8.如权利要求1所述的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置，其特征在于，所述探查线圈是为了包裹在所述磁化线圈的外部，但不与所述磁化线圈电连接。

9.如权利要求1所述的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置，其特征在于，所述磁化线圈被所述探查线圈缠绕200~1000次。

10.如权利要求1所述的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置，其特征在于，所述霍尔传感器和所述探查线圈是为了测量由脉冲引起的磁通量的变化后产生变化电压，以及基于测量电压水准下计算管线变化厚度和减薄的。

11.如权利要求1所述的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置，其特征在于，所述信号处理单元通过测量脉冲引起的磁通量信号最大值的振幅，所述脉冲引起的磁通量信号由探查线圈检测或者是随时间的衰减程度使用一个参数，或者用信号频谱来计算减薄的程度，所述信号频谱用傅立叶变换后脉冲引起的磁通量信号的时间延迟。

12.如权利要求11所述的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置，其特征在于，当所述信号处理单元包含一个霍尔传感器，通过测量霍尔传感器中所检测到的脉冲引起的磁通量信号，通过所述脉冲引起的磁通量信号的过渡区域时间延迟来计算减薄的程度，通过区别脉冲引起的磁通量信号以及分析不同信号或者其时间延时的，或者通过使用功率谱密度的傅里叶变换后过渡区域信号，以及当信号处理单元包含两个霍尔传感器时，通过测量那些不同装备的霍尔传感器的不同电压大小来计算减薄程度。

13.如权利要求1所述的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置，其特征在于，所述管线是一条管线或者一个发电厂的换热器或一个包含磁性物质的化工厂。

14.一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的方法包含以下步骤：

通过向磁化线圈提供脉冲电流来产生脉冲磁场；

利用探查线圈和霍尔传感器检测由脉冲磁场在管线中发生的脉冲引起的磁通量

当检测到由于管线厚度变化而产生的脉冲引起的磁通量的改变时，通过探查线圈和霍尔传感器产生检测信号

放大和过滤检测信号；并且

通过处理放大的和过滤的检测信号计算墙管线的壁减薄或厚度变化。

15.如权利要求14所述的利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的方法，用探查线圈和霍尔传感器的检测步骤，其特征在于，使用探查线圈的检测与霍尔传感器的检测同时进行。