CN107388048A - 管道漏磁内检测内外壁缺陷区分传感器及识别评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管道漏磁内检测内外壁缺陷区分传感器，包括基体，所述基体的中间设置有集成探头，所述集成探头的两侧设置有永磁体，所述永磁体上设置有钢刷；所述集成探头包括多个霍尔传感器和多个涡流传感器，所述霍尔传感器用于检测漏磁信号以确定管道是否存在缺陷；所述涡流传感器用于检测管道内表面是存在缺陷；所述集成探头的输出端还与信号处理电路相连。本发明还涉及一种管道漏磁内检测内外壁缺陷区分识别评价方法。本发明能够对管道内外壁的缺陷进行有效区分。

Description

管道漏磁内检测内外壁缺陷区分传感器及识别评价方法

技术领域

本发明涉及漏磁管道内检测技术领域，特别是涉及一种管道漏磁内检测内外壁缺陷区分传感器及识别评价方法。

背景技术

长输油气管道在油气能源运输中发挥着关键作用，被称为“能源血脉”。管道在使用过程中会发生内壁和外壁的腐蚀等缺陷，影响了管道安全性能，因此需要定期对这类管道进行检验检测。管道漏磁内检测技术是目前国内外长输油气管道内检测领域普遍应用的检测技术，漏磁信号可以有效的检测出管道壁厚上存在的缺陷，却无法判断出缺陷位于管道内壁还是外壁。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种管道漏磁内检测内外壁缺陷区分传感器及识别评价方法，能够对管道内外壁的缺陷进行有效区分。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种管道漏磁内检测内外壁缺陷区分传感器，包括基体，所述基体的中间设置有集成探头，所述集成探头的两侧设置有永磁体，所述永磁体上设置有钢刷；所述集成探头包括多个霍尔传感器和多个涡流传感器，所述霍尔传感器用于检测漏磁信号以确定管道是否存在缺陷；所述涡流传感器用于检测管道内表面是存在缺陷；所述集成探头的输出端还与信号处理电路相连。

所述基体两侧设置有皮碗。

所述信号处理电路包括霍尔信号处理电路和涡流信号处理电路，所述霍尔信号处理电路连接霍尔传感器，用于输出霍尔传感器检测到的信号；所述涡流信号处理电路连接涡流传感器，用于输出涡流传感器检测到的信号。

所述涡流信号处理电路包括依次串联的电桥、一级放大电路、相敏检波电路、二级放大电路和模数采集电路；所述相敏检波电路用于将检测到的缺陷信号转换为幅值信号。

所述电桥共有两组，分别由所述涡流传感器上的两组对角的线圈构成。

所述集成探头成环状结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种管道漏磁内检测内外壁缺陷区分识别评价方法，包括以下步骤：

(1)将上述管道漏磁内检测内外壁缺陷区分传感器放入管道内部，并且钢刷与管道内壁相互接触，从而使得基体、永磁体、钢刷和管道内壁构成一个闭合的磁场回路；

(2)将信号处理电路的输出端的数据进行显示，当霍尔传感器和涡流传感器同时检测到缺陷信号时，表示缺陷在管道的内部，当只有霍尔传感器检测到缺陷时，表示缺陷在管道的外部。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明采用霍尔传感器和涡流传感器集成化的探头，当霍尔传感器和涡流传感器同时检测到缺陷时，表示缺陷在管道的内部，当只有霍尔传感器检测到缺陷时，表示缺陷在管道外部，从而有效区分了管道内外壁的缺陷。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中涡流信号处理电路的结构示意图；

图3是本发明中涡流传感器线圈的位置示意图；

图4是缺陷检测示意图；

图5是管道的内部存在缺陷时的信号示意图；

图6是管道的外部存在缺陷时的信号示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的第一实施方式涉及一种管道漏磁内检测内外壁缺陷区分传感器，如图1所示，包括基体1，所述基体1的中间设置有集成探头2，所述集成探头2的两侧设置有永磁体5，所述永磁体5上设置有钢刷6；所述集成探头2为环状结构，包括多个霍尔传感器和多个涡流传感器，所述霍尔传感器用于检测漏磁信号以确定管道是否存在缺陷；所述涡流传感器用于检测管道内表面是存在缺陷；所述集成探头2的输出端还与信号处理电路相连。所述基体1两侧设置有皮碗7。本实施方式中，所述涡流传感器通过双电桥结构与信号处理电路相连。

所述信号处理电路包括霍尔信号处理电路和涡流信号处理电路，所述霍尔信号处理电路连接霍尔传感器，用于输出霍尔传感器检测到的信号；所述涡流信号处理电路连接涡流传感器，用于输出涡流传感器检测到的信号。

如图2所示，所述涡流信号处理电路包括依次串联的电桥、一级放大电路、相敏检波电路、二级放大电路和模数采集电路；所述相敏检波电路用于将检测到的缺陷信号转换为幅值信号，图中激励频率的范围是20K～800KHz。本实施方式中，电桥共有两组，且两组结构相同，分别由所述涡流传感器上的两组对角的线圈构成(见图3)，即一组对角的线圈L1和L4与两个桥臂电阻R1和R2构成一组电桥，另一组对角的线圈L2和L3与另两个桥臂电阻R3和R4构成另一组电桥。

通过设置两组电桥可以针对不同的缺陷，使得不同的缺陷都能检测到。如图4所示，当只设置线圈L1和线圈L4时，会有在线圈L1和线圈L4方向上的缺陷无法检测到，当只设置线圈L2和线圈L3时，会有在线圈L2和线圈L3方向上的缺陷无法检测到，当设置两组电桥时，则可以避免上述问题，有效检测到所有的缺陷。

本发明采用集成化的探头，其中霍尔传感器用来检测漏磁信号，而涡流传感器利用集肤效应仅仅检测管道内表面的是否有缺陷，当霍尔传感器和涡流传感器同时能检测到缺陷时候，表明缺陷在管道内部，而当仅仅只有霍尔传感器有信号，而涡流传感器无信号的时候，表明缺陷位于管道外部。

本发明的第二实施方式涉及一种管道漏磁内检测内外壁缺陷区分识别评价方法，包括以下步骤：

(1)将上述管道漏磁内检测内外壁缺陷区分传感器放入管道8内部，并且钢刷6与管道8的内壁相互接触，从而使得基体1、永磁体5、钢刷6和管道8内壁构成一个闭合的磁场回路，即磁场的路线为先从基体穿过左侧的永磁体，接着经过永磁体上的钢刷至管道上半部的内壁，再经过右侧永磁体上的钢刷至右侧永磁体，最后回到基体；当遇到缺陷的时候，会在缺陷处的管壁产生漏磁场，霍尔传感器正是采集这个漏磁场信号的；

(2)将信号处理电路的输出端的数据进行保存，然后离线用数据分析软件进行显示，当霍尔传感器和涡流传感器同时检测到缺陷信号时，表示缺陷在管道的内部，当只有霍尔传感器检测到缺陷时，表示缺陷在管道的外部。图5是管道的内部存在缺陷时的信号示意图，即传感器经过图1中内壁缺陷4时产生的信号；图6是管道的外部存在缺陷时的信号示意图，即传感器经过图1中外壁缺陷3时产生的信号。

Claims (7)

1.一种管道漏磁内检测内外壁缺陷区分传感器，包括基体(1)，其特征在于，所述基体(1)的中间设置有集成探头(2)，所述集成探头(2)的两侧设置有永磁体(5)，所述永磁体(5)上设置有钢刷(6)；所述集成探头(2)包括多个霍尔传感器和多个涡流传感器，所述霍尔传感器用于检测漏磁信号以确定管道是否存在缺陷；所述涡流传感器用于检测管道内表面是存在缺陷；所述集成探头(2)的输出端还与信号处理电路相连。

2.根据权利要求1所述的管道漏磁内检测内外壁缺陷区分传感器，其特征在于，所述基体(2)两侧设置有皮碗(7)。

3.根据权利要求1所述的管道漏磁内检测内外壁缺陷区分传感器，其特征在于，所述信号处理电路包括霍尔信号处理电路和涡流信号处理电路，所述霍尔信号处理电路连接霍尔传感器，用于输出霍尔传感器检测到的信号；所述涡流信号处理电路连接涡流传感器，用于输出涡流传感器检测到的信号。

4.根据权利要求3所述的管道漏磁内检测内外壁缺陷区分传感器，其特征在于，所述涡流信号处理电路包括依次串联的电桥、一级放大电路、相敏检波电路、二级放大电路和模数采集电路；所述相敏检波电路用于将检测到的缺陷信号转换为幅值信号。

5.根据权利要求4所述的管道漏磁内检测内外壁缺陷区分传感器，其特征在于，所述电桥共有两组，分别由所述涡流传感器上的两组对角的线圈构成。

6.根据权利要求1所述的管道漏磁内检测内外壁缺陷区分传感器，其特征在于，所述集成探头(2)成环状结构。

7.一种管道漏磁内检测内外壁缺陷区分识别评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将如权利要求1-6中任一所述管道漏磁内检测内外壁缺陷区分传感器放入管道内部，并且钢刷与管道内壁相互接触，从而使得基体、永磁体、钢刷和管道内壁构成一个闭合的磁场回路；

(2)将信号处理电路的输出端的数据进行显示，当霍尔传感器和涡流传感器同时检测到缺陷信号时，表示缺陷在管道的内部，当只有霍尔传感器检测到缺陷时，表示缺陷在管道的外部。