CN108982670B - 一种水管无损检测的电磁超声探头 - Google Patents

一种水管无损检测的电磁超声探头 Download PDF

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Abstract

一种水管无损检测的电磁超声探头，包括外壳，检测部分，设置在检测部分右侧的旋转部分，信号处理部分，检测部分中设置有电磁超声检测模块、深度探测模块和信号传输中转站，电磁超声检测模块包括滚珠，气压式膨胀管道和电磁超声换能器；深度探测模块包括激光测距探头、控制电路系统和齿条，齿条被伺服电机驱动下的齿轮带动后，可控制旋转部分实现转动式前进；气压式膨胀管中包括安装在滚珠顶端的压力传感器、转动室、螺杆转子和与螺杆转子螺纹活动连接的压力泵。能检测不同直径大小管道的破损情况，利用气压式膨胀贴合管道内壁表面，采用电磁超声换能器来对管道进行无损检查，且移动顺畅，使无损检测效果更加准确。

Description

一种水管无损检测的电磁超声探头
技术领域
本发明涉及无损检测领域，尤其涉及一种水管无损检测的电磁超声探头。
背景技术
城市地下管网是城市深埋在地下的血管，在城市建设中起着重要的作用。供水管线，排水管线，天然气管线等等都长期埋设在地下各自起着不同的作用。因早期城市地下管道规划较为落后，分布情况纷繁复杂并且深埋在地下造成了管道难以统一管理，也给后来的新城市建设制造了不少问题。超期服役、管道老化、地质变动、施工不良等情况容易引起的地下管道泄漏，是管网运行维护中的巨大挑战。由于地下管道泄漏难以定位和监控，且早期泄漏较隐蔽难以及时发现，也给地下管道的安全运行和维护维修带来了挑战。
大城市的地下排水管网分布广泛，长度甚至可达数千公里。而当前给水管网泄漏检测主要是靠人工巡检、车载巡检、民众反馈等被动方法进行处理。故管网泄漏日常人工巡检和车载巡检的工作量是非常繁重的,并且不能做到泄漏及时检测。
此外，现有的电磁超声探头的永磁铁是单级或是反向多级排列型，但无论何种永磁铁，数量上的改变都是为了提高待测工件的磁化强度，但是根本上没法解决磁力线散射的问题，随着电磁超声探头与待测工件提离距离的提高，只要是毫米的变化，磁化强度就成指数递减，并且实验证明待测工件上的磁力波纹成环状散射，环中心和环外侧磁化最弱，因此如何聚集磁力线，使待测工件的磁化强度提高是亟待解决的技术问题。
由于信号源的交直流转化和信号源的稳定度影响检测效果，比如CN 105465614 A提到的利用泄漏检测装置来检测，当整体或绝缘外层发生破损，对地绝缘电阻发生变化，但是这种检测过程中，信号传输和处理信息的过程比较复杂，且容易出现干扰，影响到检测的稳定性和精确性，且对于管壁不能进行全方位的检测，会容易出现漏洞，所以需要对此进行改进。
现有的电磁超声检测装置是材料无损检测的重要方法，对于产品质量保证，重要设备器件安全运行保障发挥着十分重要的作用，对于电磁超声检测中使用的电磁超声换能器及相应的检测控制电路的技术也比较成熟。它根据磁致伸缩效应原理，既然磁场能够引起铁磁性材料微观结构的变形。若对铁磁性材料施加交变磁场。交变磁场就会使其周期性变形，而微观结构的变形就使其产生振动。振动就可以激发超声波。因此，可以对铁磁性材料施加高频交变磁场。使其周期性伸缩振动，从而激发出超声波。通过对超声波的采集分析，找到突变波形所对应的材料裂纹，实现无损探伤。使用这一原理设计的传感器叫电磁超声换能器(EMAT)。但将电磁超声检测装置运用到实际水管的检测过程中，仍需要技术创新加以实现。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：设计一种能检测不同直径大小管道的破损情况，利用气压式膨胀贴合管道内壁表面，采用电磁超声换能器来对管道进行无损检查，且移动顺畅，使无损检测效果更加准确的水管无损检测的电磁超声探头。
为了解决上述技术问题，本发明设计的一种水管无损检测的电磁超声探头，包括外壳，检测部分，设置在检测部分右侧的旋转部分，信号处理部分，检测部分中设置有电磁超声检测模块、深度探测模块和信号传输中转站，电磁超声检测模块包括滚珠，气压式膨胀管道和电磁超声换能器；深度探测模块包括激光测距探头、控制电路系统和齿条，齿条被伺服电机驱动下的齿轮带动后，可控制旋转部分实现转动式前进；气压式膨胀管中包括安装在滚珠顶端的压力传感器、转动室、螺杆转子和与螺杆转子螺纹活动连接的压力泵。
作为一种优选：滚珠随着螺杆转子在转动室中实现转动移动，螺杆转子所伸缩的距离随着相应水管腔的直径而变化。
作为一种优选：压力泵通过压力传感器感应到的数据信息来调整实际压力释放值，其两者之间设置有微处理器，且其上的滚珠安装在检测部分的侧壁表面上。
作为一种优选：滚珠中心有霍尔元件。
作为一种优选：信号处理部分与旋转部分之间螺纹连接有延伸管道，且延伸管道中设置有连接信号传输中转站和信号处理部分的传输线。
作为一种优选：旋转部分中设置有旋转装置。
作为一种优选：外壳上铺设有一层防水膜，且深度探测模块安装在检测部分的最前端，其激光测距探头上设置有防护罩。
本发明有益效果：
1、深度探测模块包括激光测距探头、控制电路系统和齿条，齿条被伺服电机驱动下的齿轮带动后，可控制旋转部分实现转动式前进，从水管壁的各个角度来实现无损检测，提高了探测的范围，提高探测效率。
2、电磁超声检测模块包括滚珠，气压式膨胀管道和电磁超声换能器，气压式膨胀管道根据实际管道直径的大小，通过压力传感信息来调整气压大小，从而提高探头和内壁的贴合效果。
3、信号传输中转站将电磁超声检测和激光检测的信息数据传输到信号处理部分，将激光检测到的深度信息和电磁超声检测到的破损信息传输到处理部分，处理部分将数据存储后，即可实现破损位置的定位，更快进行维修。
4、外壳上铺设有一层防水膜，提高了本体的防水效果，实用年限长，且深度探测模块安装在检测部分的最前端，其激光测距探头上设置有防护罩，减少了水压的冲击。
附图说明
附图1：本发明的一种水管无损检测的电磁超声探头的结构示意图。
附图2：本发明中一种水管无损检测的电磁超声探头的内部结构示意图。
附图3：本发明中一种电磁超声检测模块的内部结构示意图。
附图4：本发明的一种信号处理部分的内部结构示意图。
附图5：本发明的一种深度探测模块的电性连接示意图。
1-外壳；2-检测部分；3-旋转部分；4-信号处理部分；5-电磁超声检测模块；6-深度探测模块；7-信号传输中转站；8-滚珠；9-气压式膨胀管道；10-电磁超声换能器；11-激光测距探头；12-控制电路系统；13-齿条；14-压力传感器；15-转动室；16-螺杆转子；17-压力泵；18-微处理器；19-霍尔元件；20-延伸管道；21-传输线；22-信号接收器；23-存储器；24-报警器；25-数据显示屏；26-旋转装置；27-防水膜；28-防护罩。
具体实施方式
如图1-图5所示的一种水管无损检测的电磁超声探头，包括外壳1，检测部分2，设置在检测部分2右侧的旋转部分3，信号处理部分4，检测部分2中设置有电磁超声检测模块5、深度探测模块6和信号传输中转站7，电磁超声检测模块5包括滚珠8，气压式膨胀管道9和电磁超声换能器10；深度探测模块6包括激光测距探头11、控制电路系统12和齿条13，齿条13被伺服电机驱动下的齿轮带动后，可控制旋转部分3实现转动式前进；气压式膨胀管9中包括安装在滚珠8顶端的压力传感器14、转动室15、螺杆转子16和与螺杆转子16螺纹活动连接的压力泵17；检测部分2中的信号传输中转站7是将电磁超声检测模块5和深度探测模块6所检测到的信息汇集起来传输到信号处理部分4，根据深度数据和电磁超声所反馈的信息可以精确显示水管破损的位置，方便检查人员对指定位置进行维修，深度探测模块6包括激光测距探头11、控制电路系统12和齿条13，激光测距探头11中的深度传感器先由激光二极管对准目标发射激光脉冲，经目标反射后激光向各方向散射，部分散射光返回到深度传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上，因此它能检测极其微弱的光信号，记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定水管的深度距离，将数据传送给控制电路系统12之后，可以驱动齿条13和齿轮的运动，从而实现旋转部分3的旋转前进，并且可以将信号传送到信号处理部分4,信号传输中转站7是将深度信息和电磁超声检测信息整合后传送到处理部分4。
作为一种优选：滚珠8随着螺杆转子16在转动室15中实现转动移动，螺杆转子16所伸缩的距离随着相应水管腔的直径而变化。
作为一种优选：压力泵17通过压力传感器14感应到的数据信息来调整实际压力释放值，其两者之间设置有微处理器18，且其上的滚珠8安装在检测部分2的侧壁表面上。
作为一种优选：滚珠8中心有霍尔元件19。
作为一种优选：信号处理部分4与旋转部分3之间螺纹连接有延伸管道20，且延伸管道20中设置有连接信号传输中转站7和信号处理部分4的传输线21。
作为一种优选：信号处理部分4包括信号接收器22、存储器23、报警器24和数据显示屏25。
作为一种优选：旋转部分3中设置有旋转装置26。
作为一种优选：外壳1上铺设有一层防水膜27，且深度探测模块6安装在检测部分2的最前端，其激光测距探头11上设置有防护罩28。
深度探测模块6包括激光测距探头11、控制电路系统12和齿条13，齿条13被伺服电机驱动下的齿轮带动后，可控制旋转部分实现转动式前进，从水管壁的各个角度来实现无损检测，提高了探测的范围，提高探测效率，电磁超声检测模块5包括滚珠，气压式膨胀管道9和电磁超声换能器10，气压式膨胀管道9根据实际管道直径的大小，通过压力传感信息来调整气压大小，从而提高探头和内壁的贴合效果，信号传输中转站7将电磁超声检测和激光检测的信息数据传输到信号处理部分4，将激光检测到的深度信息和电磁超声检测到的破损信息传输到处理部分4，处理部分4将数据存储后，即可实现破损位置的定位，更快进行维修，外壳1上铺设有一层防水膜27，提高了本体的防水效果，实用年限长，且深度探测模块6安装在检测部分的最前端，其激光测距探头11上设置有防护罩28，减少了水压的冲击。
此发明能检测不同直径大小管道的破损情况，利用气压式膨胀贴合管道内壁表面，采用电磁超声换能器来对管道进行无损检查，且移动顺畅，使无损检测效果更加准确。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种水管无损检测的电磁超声探头，包括外壳（1），检测部分（2），设置在检测部分（2）右侧的旋转部分（3），信号处理部分（4），其特征在于：所述检测部分（2）中设置有电磁超声检测模块（5）、深度探测模块（6）和信号传输中转站（7），所述的电磁超声检测模块（5）包括滚珠（8），气压式膨胀管道（9）和电磁超声换能器（10）；所述的深度探测模块（6）包括激光测距探头（11）、控制电路系统（12）和齿条（13），所述的齿条（13）被伺服电机驱动下的齿轮带动后，可控制旋转部分（3）实现转动式前进；所述的气压式膨胀管道（9）中包括安装在滚珠（8）顶端的压力传感器（14）、转动室（15）、螺杆转子（16）和与螺杆转子（16）螺纹活动连接的压力泵（17）；所述的滚珠（8）随着螺杆转子（16）在转动室（15）中实现转动移动，螺杆转子（16）所伸缩的距离随着相应水管腔的直径而变化；所述的压力泵（17）通过压力传感器（14）感应到的数据信息来调整实际压力释放值，其两者之间设置有微处理器（18），且其上的滚珠（8）安装在检测部分（2）的侧壁表面上。
2.根据权利要求1所述的一种水管无损检测的电磁超声探头，其特征在于：所述的滚珠（8）中心有霍尔元件（19）。
3.根据权利要求1所述的一种水管无损检测的电磁超声探头，其特征在于：所述的信号处理部分（4）与旋转部分（3）之间螺纹连接有延伸管道（20），且延伸管道（20）中设置有连接信号传输中转站（7）和信号处理部分（4）的传输线（21）。
4.根据权利要求1所述的一种水管无损检测的电磁超声探头，其特征在于：所述的信号处理部分（4）包括信号接收器（22）、存储器（23）、报警器（24）和数据显示屏（25）。
5.根据权利要求1所述的一种水管无损检测的电磁超声探头，其特征在于：所述的旋转部分（3）中设置有旋转装置（26）。
6.根据权利要求1所述的一种水管无损检测的电磁超声探头，其特征在于：所述的外壳（1）上铺设有一层防水膜（27），且深度探测模块（6）安装在检测部分（2）的最前端，其激光测距探头（11）上设置有防护罩（28）。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109884190B (zh) * 2019-02-02 2021-12-14 苏州热工研究院有限公司 一种应用于小口径管缺陷检测的电磁超声换能器
CN109974813B (zh) * 2019-04-11 2020-12-25 福建农林大学 基于双探头的水深测量方法
CN110939431B (zh) * 2019-11-26 2023-06-30 北京工业大学 一种用于固井套管水泥环缺陷无损检测用的阵列传感器
CN110959554B (zh) * 2019-12-23 2020-10-30 浙江大学 一种提高孵化成活率的禽蛋胚胎孵化方法
CN116642959B (zh) * 2023-07-26 2023-09-26 山东泰阳特种设备检测科技有限公司 一种管道电磁超声检测装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2776616Y (zh) * 2004-09-07 2006-05-03 深圳市微迅自动化设备有限公司 具有压力自适应功能的超声波压焊机
CN102798666A (zh) * 2012-08-06 2012-11-28 中国石油天然气集团公司 基于磁致伸缩效应的管壁轴向裂纹缺陷内检测装置
CN103187111A (zh) * 2011-12-28 2013-07-03 核动力运行研究所 一种核电站压力容器安注管焊缝超声检查工具
CN103672416A (zh) * 2013-12-06 2014-03-26 中国石油大学(华东) 一种非介入式压电型气体管道泄漏次声波检测装置
CN105181789A (zh) * 2015-10-20 2015-12-23 中国石油大学(北京) 基于三轴漏磁检测的小管径连续油管内缺陷检测装置
CN205067250U (zh) * 2015-10-09 2016-03-02 深圳市瑞锋仪器有限公司 一种气压式胀破强度测试仪
CN205192612U (zh) * 2015-12-18 2016-04-27 保定天威新域科技发展有限公司 一种接触式局部放电超声传感器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5085082A (en) * 1990-10-24 1992-02-04 The Babcock & Wilcox Company Apparatus and method of discriminating flaw depths in the inspection of tubular products
JP2005214686A (ja) * 2004-01-28 2005-08-11 Sumitomo Metal Ind Ltd 電磁超音波探触子及び超音波探傷方法
CN102023186B (zh) * 2010-12-29 2013-07-31 钢铁研究总院 电磁超声探头以及使用该电磁超声探头检测管道的方法
CN203465240U (zh) * 2013-07-08 2014-03-05 山东省科学院激光研究所 非接触式激光-电磁超声连铸坯检测探头装置
CN105628786B (zh) * 2016-03-30 2018-10-26 湖州市特种设备检测研究院 一种电磁超声探头
CN106560707A (zh) * 2016-08-30 2017-04-12 湖州市特种设备检测研究院 一种电磁超声自动探伤装置
CN206696244U (zh) * 2017-05-05 2017-12-01 湖州市特种设备检测研究院 一种检测管道缺陷的电磁超声探头
CN107843654B (zh) * 2017-11-29 2023-09-29 沈阳工业大学 在役电磁超声换能器完好性检测系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2776616Y (zh) * 2004-09-07 2006-05-03 深圳市微迅自动化设备有限公司 具有压力自适应功能的超声波压焊机
CN103187111A (zh) * 2011-12-28 2013-07-03 核动力运行研究所 一种核电站压力容器安注管焊缝超声检查工具
CN102798666A (zh) * 2012-08-06 2012-11-28 中国石油天然气集团公司 基于磁致伸缩效应的管壁轴向裂纹缺陷内检测装置
CN103672416A (zh) * 2013-12-06 2014-03-26 中国石油大学(华东) 一种非介入式压电型气体管道泄漏次声波检测装置
CN205067250U (zh) * 2015-10-09 2016-03-02 深圳市瑞锋仪器有限公司 一种气压式胀破强度测试仪
CN105181789A (zh) * 2015-10-20 2015-12-23 中国石油大学(北京) 基于三轴漏磁检测的小管径连续油管内缺陷检测装置
CN205192612U (zh) * 2015-12-18 2016-04-27 保定天威新域科技发展有限公司 一种接触式局部放电超声传感器

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