CN112986379A - 一种基于低频电磁场检测的管道内壁缺陷检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于低频电磁场检测的管道内壁缺陷检测装置，包括多个感应线圈装置及圆筒，所述多个感应线圈装置沿圆周方向等距设置在圆筒上，所述感应线圈装置包括激励线圈、磁芯、传感器、支撑杆、连接杆、弹簧及滚轮，所述激励线圈均匀绕在磁芯上，所述传感器设置在磁芯上表面中心，所述连接杆设置在磁芯两端，连接杆的中部与磁芯连接，连接杆的末端通过螺栓连接到支撑杆；所述支撑杆通过螺栓固定在圆筒上，所述支撑杆下方设置有弹簧，所述弹簧固定在圆筒上，所述支撑杆上方设置有滚轮，用于与管道内壁滚动接触包括感应线圈装置及圆筒。
Description
技术领域
本发明涉及一种无损检测装置，特别涉及一种基于低频电磁场检测的管道内壁缺陷检测装置。
背景技术
随着管道使用年限的增加，由于其特殊的工作环境，使管道不安全因素增加，因此需要对管道定期地进行检测。交流电磁场检测近几年的发展非常迅速，它主要被用来检测金属材料表面的细小缺陷，其检测原理基于电磁感应理论，即当交流电磁场检测装置中的激励线圈通入交流电后会在待检测金属表面一定区域内感应出均匀的电场，若待测金属表面无缺陷，则其空间磁场分布均匀；若存在缺陷，感应电流会从缺陷周围绕过，从而引起表面感应磁场扰动，通过采集磁场扰动信号就可以得到裂纹信息。
交流电磁场检测为非接触式测量技术，尤其适合对裂纹等内表面缺陷的检测，并且能够实现缺陷的定量评估，检测结果不受管道内介质和管道内表面的油漆、蜡层的影响，对于有效防止因管道损伤导致的恶性事故、保障资源的安全输送具有重要作用。目前的交流电磁场检测装置只适用于检测金属外表面的缺陷，基于交流电磁场内表面缺陷检测装置的研究还处于空白。在实际工程中，管道内表面缺陷的出现频率很高，如果不能准确的判断缺陷的数目及尺寸形状，可能导致严重的安全事故。因此，研制出一种交流电磁场检测的管道内壁缺陷检测装置具有重大的工程意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于低频(6000Hz左右的频率)电磁场检测的管道内壁缺陷检测装置。该检测装置基于电磁感应原理，当正弦交流电通过激励线圈时，管道内表面一定区域内会感应出均匀的交变电流，若缺陷存在，感应电流会从缺陷周围绕过，从而引起内表面感应磁场扰动，传感器通过采集扰动磁场信息并分析处理，从而获得管道内表面缺陷的尺寸、形状等参数。本发明工作时在管道内部运行，滚轮与管道内表面接触，感应线圈装置在弹簧的作用下可以弹动，避免了激励线圈与管道内壁的硬性接触，可以提高装置的使用寿命，便于操作，检测精度较高
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于低频电磁场检测的管道内壁缺陷检测装置，包括多个感应线圈装置及圆筒，所述多个感应线圈装置沿圆周方向等距设置在圆筒上，所述感应线圈装置包括激励线圈、磁芯、传感器、支撑杆、连接杆、弹簧及滚轮，所述激励线圈均匀绕在磁芯上，所述传感器设置在磁芯上表面中心，所述连接杆设置在磁芯两端，连接杆的中部与磁芯连接，连接杆的末端通过螺栓连接到支撑杆；所述支撑杆通过螺栓固定在圆筒上，所述支撑杆下方设置有弹簧，所述弹簧固定在圆筒上，所述支撑杆上方设置有滚轮，用于与管道内壁滚动接触。
进一步的，所述圆筒上沿圆周向等距设置多个线圈感应装置，所述多个线圈感应装置的数量为6-8。
进一步的，所述磁芯为曲面矩形，与被检测管道同轴。
进一步的，所述激励线圈顺时针绕在磁芯上，所述磁芯中间均匀布置6-8个传感器。
进一步的，所述磁芯为铁磁性材料。
进一步的，所述感应线圈装置与圆筒间设置有所述弹簧，感应线圈装置能够弹动从而在径向上调节多个感应线圈所围的半径，以适应不同尺寸管道，所述弹簧用来在连接杆运动时减小振动，确保检测时线圈平稳。
本发明的有益效果是：
本发明可以检测管道内表面裂纹等缺陷，并确定缺陷尺寸、位置等重要信息，同时本发明中感应线圈装置可以沿径向弹动，避免了激励线圈与管道内壁的硬性摩擦，延长了检测装置的使用寿命。
附图说明
图1是本发明提供的基于低频电磁场检测的管道内壁缺陷检测装置的结构示意图；
图2是本发明所述感应线圈装置；
图3是本发明所述的感应线圈装置径向弹动示意图。
图中：1圆筒，2激励线圈，3磁芯，4滚轮，5支撑杆，6连接杆，7弹簧，8传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，根据本发明的实施例，一种基于低频电磁场检测的管道内壁缺陷检测装置，包括多个感应线圈装置及圆筒1。所述圆筒上沿圆周向等距分布多个所述感应线圈装置，每个感应线圈装置包括激励线圈2、磁芯3、传感器8、支撑杆5、连接杆6、弹簧7及滚轮4，其中磁芯3上绕有激励线圈2，磁芯3上表面中心等距设置多个传感器8，所述支撑杆5设置在磁芯两端，通过螺栓固定在圆筒1上，所述连接杆6通过螺栓与支撑杆5连接，所述弹簧7设置在支撑杆下方，固定在圆筒1上，所述滚轮4设置在支撑杆上方。
所述感应线圈装置与圆筒1间设置有所述弹簧7，感应线圈装置能够弹动从而在径向上调节多个感应线圈所围的半径，以适应不同尺寸管道，所述弹簧用来在连接杆运动时减小振动，确保检测时线圈平稳。
当线圈被小管道内壁作用时，这些线圈之间的间隙缩小，管道内径变小时，支撑杆5运动，线圈之间的间隙减小弹簧是用来在连接杆运动时减小振动的，确保检测时线圈平稳，从而使检测信号的波动噪声减小，具体示意图如图3所示。
本发明中的磁传感器8采用的是磁敏传感器，检测信号是二维的磁感应强度信号，设备的供电等设施集成在装置板上，装置板放在图中所示圆筒1中。
如图2所示，磁芯由铁磁性材料制作成曲面矩形，与被检测管道同轴，磁芯上绕有激励线圈，当激励线圈中通入一定幅值的正弦交变电流时会在管道内表面上感应出均匀电流，当管道内表面存在缺陷时，感应电流从缺陷周围绕过，从而引起表面感应磁场扰动，布置在磁芯上的传感器采集扰动信号，通过分析所采集的信号可以定量的判断缺陷的位置及尺寸。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，且应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (6)
1.一种基于低频电磁场检测的管道内壁缺陷检测装置，其特征在于：包括多个感应线圈装置及圆筒，所述多个感应线圈装置沿圆周方向等距设置在圆筒上，所述感应线圈装置包括激励线圈、磁芯、传感器、支撑杆、连接杆、弹簧及滚轮，所述激励线圈均匀绕在磁芯上，所述传感器设置在磁芯上表面中心，所述连接杆设置在磁芯两端，连接杆的中部与磁芯连接，连接杆的末端通过螺栓连接到支撑杆；所述支撑杆通过螺栓固定在圆筒上，所述支撑杆下方设置有弹簧，所述弹簧固定在圆筒上，所述支撑杆上方设置有滚轮，用于与管道内壁滚动接触。
2.如权利要求1所述的基于低频电磁场检测的管道内壁缺陷检测装置，其特征在于：所述圆筒上沿圆周向等距设置多个线圈感应装置，所述多个线圈感应装置的数量为6-8。
3.如权利要求1所述的基于低频电磁场检测的管道内壁缺陷检测装置，其特征在于：所述磁芯为曲面矩形，与被检测管道同轴。
4.如权利要求1所述的基于低频电磁场检测的管道内壁缺陷检测装置，其特征在于：所述激励线圈顺时针绕在磁芯上，所述磁芯中间均匀布置6-8个传感器。
5.如权利要求1所述的基于低频电磁场检测的管道内壁缺陷检测装置，其特征在于：所述磁芯为铁磁性材料。
6.如权利要求1所述的基于低频电磁场检测的管道内壁缺陷检测装置，其特征在于：所述感应线圈装置与圆筒间设置有所述弹簧，感应线圈装置能够弹动从而在径向上调节多个感应线圈所围的半径，以适应不同尺寸管道，所述弹簧用来在连接杆运动时减小振动，确保检测时线圈平稳。
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