CN113933390A - 用于检测保温管聚氨酯保温层缺陷的超声波探测设备 - Google Patents
用于检测保温管聚氨酯保温层缺陷的超声波探测设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113933390A CN113933390A CN202111124226.9A CN202111124226A CN113933390A CN 113933390 A CN113933390 A CN 113933390A CN 202111124226 A CN202111124226 A CN 202111124226A CN 113933390 A CN113933390 A CN 113933390A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- insulating layer
- ultrasonic
- heat
- polyurethane heat
- polyurethane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 title claims abstract description 32
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 15
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 23
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 2
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 claims 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 239000008236 heating water Substances 0.000 abstract description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 2
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/048—Marking the faulty objects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
- G01N29/265—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/023—Solids
- G01N2291/0231—Composite or layered materials
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明提供用于检测保温管聚氨酯保温层缺陷的超声波探测设备，其特征在于包括管体、聚氨酯保温层、聚乙烯层、夹持机构、发射块、接收块、斜块，所述管体上侧设置有聚氨酯保温层，所述聚氨酯保温层上侧设置有聚乙烯层，所述聚乙烯层上侧设置有相对称的两块的斜块，两个所述斜块上侧分别设置有发射块、接收块，两个所述斜块通过夹持机构连接；以利于工人现场对暖气输水管道聚氨酯保温层缺陷检测，为技术人员在管道制作过程中的质量把控、改进工艺，以利于提高管道产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及超声波探测技术领域，尤其涉及用于检测保温管聚氨酯保温层缺陷的超声波探测设备。
背景技术
目前国内主要输送暖水的管道的结构形式为钢管和聚乙烯之间填充聚氨酯，形成暖气输送管道。由于聚乙烯外护套为黑色不透明状，内部聚氨酯发泡成型状态不可见，并且由于填充设备、原料甚至环境温度等原因，聚氨酯发泡成型后会存在内部密度低，有气孔甚至空洞出现，报警线改变原布置位置等问题，这些问题对保温管保温效果影响都很大。目前市场上还没有在不破坏聚乙烯外护管的情况下针对预制直埋保温管中聚氨酯保温层的检测设备，只能通过切割聚乙烯外护管来肉眼查看，无法保证管道产品质量；对此本发明提供用于检测保温管聚氨酯保温层缺陷的超声波探测设备来解决上述问题。
发明内容
根据以上技术问题，本发明提供用于检测保温管聚氨酯保温层缺陷的超声波探测设备，其特征在于包括管体、聚氨酯保温层、聚乙烯层、夹持机构、发射块、接收块、斜块，所述管体上侧设置有聚氨酯保温层，所述聚氨酯保温层上侧设置有聚乙烯层，所述聚乙烯层上侧设置有相对称的两块的斜块，两个所述斜块上侧分别设置有发射块、接收块，两个所述斜块通过夹持机构连接。
所述夹持机构位有机玻璃。
所述发射块、接收块组合成一组超声波探头，所述超声波探头与外界嵌入式芯片连接，所述嵌入式芯片作为检测系统的计算和控制中心，将该检测系统搭载到手持设备上。
本发明的有益效果为：本发明为便携式管道缺陷探测设备是基于超声波脉冲检测原理，采用嵌入式芯片作为检测系统的计算和控制中心，将该检测系统搭载到手持设备上，同时在夹持机构上安装一组超声波探头，通过工人手动移动夹持机构使探头组紧贴管道外壁，探头组在管外壁上运动的同时完成数据采集和实时处理，最后将损伤判别结果上传至手持设备进行显示，损伤检测人员通过手持设备将命令发送到嵌入式芯片控制器，由嵌入式芯片负责接收并解析，嵌入式芯片根据解析后的命令执行对应的操作，使能超声波探头发射模块并接收来自滤波电路的信号，并对此信号进行傅里叶变换等操作；然后带入到损伤识别算法中进行损伤定性定量的分析；并将最终结果和波形上传到手持设备进行显示。如果出现损伤，将自动报警，并存储损伤信息以及标定损伤位置；当检测到明显缺陷时，此设备能够完成实时的缺陷位置标记和报警功能，以便现场操作人员对聚氨酯保温层进行及时的修补工作。此设备实现精确检测聚氨酯保温层的大气泡缺陷并标记和发出警报。本发明为暖气输水管道保温层检测提供一种有效，快速的检测方法。以利于工人现场对暖气输水管道聚氨酯保温层缺陷检测，为技术人员在管道制作过程中的质量把控、改进工艺，以利于提高管道产品质量。
附图说明
图1为本发明斜入射反射法检测原理图；
图2为本发明系统整体方案示意图。
如图，1-管体、2-聚氨酯保温层、3-聚乙烯层、4-发射块、5-接收块、6-夹持机构、7-斜块。
具体实施方式
实施例1
本发明提供用于检测保温管聚氨酯保温层缺陷的超声波探测设备，其特征在于包括管体、聚氨酯保温层、聚乙烯层、夹持机构、发射块、接收块、斜块，所述管体上侧设置有聚氨酯保温层，所述聚氨酯保温层上侧设置有聚乙烯层，所述聚乙烯层上侧设置有相对称的两块的斜块，两个所述斜块上侧分别设置有发射块、接收块，两个所述斜块通过夹持机构连接。
所述夹持机构位有机玻璃。
所述发射块、接收块组合成一组超声波探头，所述超声波探头与外界嵌入式芯片连接，所述嵌入式芯片作为检测系统的计算和控制中心，将该检测系统搭载到手持设备上。
实施例2
本发明基于超声波脉冲检测原理，采用嵌入式芯片作为检测系统的计算和控制中心，将该检测系统搭载到手持设备上，同时在夹持机构上安装一组超声波探头，通过工人手动移动夹持机构使探头组紧贴管道外壁，探头组在管外壁上运动的同时完成数据采集和实时处理，最后将损伤判别结果上传至手持设备进行显示，损伤检测人员通过手持设备将命令发送到嵌入式芯片控制器，由嵌入式芯片负责接收并解析，嵌入式芯片根据解析后的命令执行对应的操作，使能超声波探头发射模块并接收来自滤波电路的信号，并对此信号进行傅里叶变换等操作；然后带入到损伤识别算法中进行损伤定性定量的分析；并将最终结果和波形上传到手持设备进行显示。如果出现损伤，将自动报警，并存储损伤信息以及标定损伤位置；当检测到明显缺陷时，此设备能够完成实时的缺陷位置标记和报警功能，以便现场操作人员对聚氨酯保温层进行及时的修补工作。此设备实现精确检测聚氨酯保温层的大气泡缺陷并标记和发出警报。本发明为暖气输水管道保温层检测提供一种有效，快速的检测方法。以利于工人现场对暖气输水管道聚氨酯保温层缺陷检测，为技术人员在管道制作过程中的质量把控、改进工艺，以利于提高管道产品质量。
实施例3
本发明如图2所示采用模块化设计方案，主要由超声探头触发与接收模块包括发射探头、接收探头、超声探头触发模块、超声探头接收模块；信号调理电路模块：包括前置放大器、滤波电路；处理器和显示模块三个模块构成，其中探伤系统主要由嵌入式主控单元、高速AD数据采集单元以及超声波激励与接收单元组成。整个探伤系统严密封装在高强度塑料外壳内部，其防护等级可以达到IP67等级。探头接口、通讯电缆以及电源电缆接口都已在外壳侧面预留。各单元内又是由实现具体功能的子单元构成，各单元之间主要依靠STM32主控模块(嵌入式芯片)进行协调。
实施例4
本发明采用1.超声波激励与接收单元：超声波激励部分由光耦隔离电路和超声波激励电路构成，其中光耦隔离电路接收来自STM32主控模块(嵌入式芯片)的激励使能信号，然后通过超声波激励电路作用于超声波探头，完成超声波探头的激励工作。超声波接收部分主要分为限幅保护、前置放大、带通滤波以及偏置电路，对接收到的超声波信号进行调理，使其满足高速AD对输入信号的要求。
2.隔离电路：用于保护STM32主控模块(嵌入式芯片)控制器不受到激励电路所产生的瞬间高压脉冲和超声波探头接收到的噪声的影响，从而维护系统的安全性和稳定性。
3.前置放大电路：前置放大器的主要功能是对接收到的超声波信号进行无失真放大，由于超声信号微弱且频率较高，这就要求放大器要有很大的输入阻抗和很高的压摆率，以及较低的输入失调电压，同时要求放大器要有很大的带宽，否则超声信号在放大的过程中可能会因带宽问题导致失真。
4.带通滤波电路：超声回波信号经过前置放大器进行放大的同时，噪声和干扰也被放大，这就使得有用的回波信号很可能淹没在噪声和干扰之中，因此为提高回波信号的信噪比，设计有滤波电路，滤波电路带通滤波电路。
5.STM32主控模块(嵌入式芯片)：STM32主控模块(嵌入式芯片)主要负责接收手持设备指令来控制可移动平台以及损伤识别算法，提示探伤人员此处聚氨酯的发泡情况，如果检测结果显示存在缺陷，将启动报警装置，同时会将本次数据保存至SD卡中，以备后期查询。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.用于检测保温管聚氨酯保温层缺陷的超声波探测设备，其特征在于包括管体、聚氨酯保温层、聚乙烯层、夹持机构、发射块、接收块、斜块，所述管体上侧设置有聚氨酯保温层，所述聚氨酯保温层上侧设置有聚乙烯层，所述聚乙烯层上侧设置有相对称的两块的斜块，两个所述斜块上侧分别设置有发射块、接收块，两个所述斜块通过夹持机构连接。
2.按照权利要求1所述的用于检测保温管聚氨酯保温层缺陷的超声波探测设备，其特征在于所述夹持机构位有机玻璃。
3.按照权利要求1所述的用于检测保温管聚氨酯保温层缺陷的超声波探测设备，其特征在于所述发射块、接收块组合成一组超声波探头，所述超声波探头与外界嵌入式芯片连接，所述嵌入式芯片作为检测系统的计算和控制中心，将该检测系统搭载到手持设备上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111124226.9A CN113933390A (zh) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | 用于检测保温管聚氨酯保温层缺陷的超声波探测设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111124226.9A CN113933390A (zh) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | 用于检测保温管聚氨酯保温层缺陷的超声波探测设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113933390A true CN113933390A (zh) | 2022-01-14 |
Family
ID=79276809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111124226.9A Pending CN113933390A (zh) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | 用于检测保温管聚氨酯保温层缺陷的超声波探测设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113933390A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103018335A (zh) * | 2011-09-22 | 2013-04-03 | 北京理工大学 | 带有防腐层管道的超声残余应力测量方法 |
| CN104698088A (zh) * | 2015-02-28 | 2015-06-10 | 浙江省特种设备检验研究院 | 基于超声相控阵的压力管道tofd检测方法及装置 |
| CN108318583A (zh) * | 2018-01-06 | 2018-07-24 | 浙江大学 | 用于tofd和相控阵集成检测聚烯烃管道热熔对接接头的装置 |
| CN111089899A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-05-01 | 上海市建筑科学研究院有限公司 | 一种既有建筑外墙外保温系统非接触式超声检测系统及方法 |
| CN211785345U (zh) * | 2020-02-21 | 2020-10-27 | 深圳市太科检测有限公司 | 一种具有自动添加耦合剂的手持tofd扫查架 |
| CN113109450A (zh) * | 2020-01-13 | 2021-07-13 | 中国科学院金属研究所 | 一种多层固体介质材料内部竖直缺陷检测方法及装置 |
-
2021
- 2021-09-24 CN CN202111124226.9A patent/CN113933390A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103018335A (zh) * | 2011-09-22 | 2013-04-03 | 北京理工大学 | 带有防腐层管道的超声残余应力测量方法 |
| CN104698088A (zh) * | 2015-02-28 | 2015-06-10 | 浙江省特种设备检验研究院 | 基于超声相控阵的压力管道tofd检测方法及装置 |
| CN108318583A (zh) * | 2018-01-06 | 2018-07-24 | 浙江大学 | 用于tofd和相控阵集成检测聚烯烃管道热熔对接接头的装置 |
| CN111089899A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-05-01 | 上海市建筑科学研究院有限公司 | 一种既有建筑外墙外保温系统非接触式超声检测系统及方法 |
| CN113109450A (zh) * | 2020-01-13 | 2021-07-13 | 中国科学院金属研究所 | 一种多层固体介质材料内部竖直缺陷检测方法及装置 |
| CN211785345U (zh) * | 2020-02-21 | 2020-10-27 | 深圳市太科检测有限公司 | 一种具有自动添加耦合剂的手持tofd扫查架 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104020221B (zh) | 一种基于超声导波的实时断轨检测定位方法 | |
| US7987720B2 (en) | Ultrasonic sensing array system and method | |
| US4996879A (en) | Subsea pipeline leak detection | |
| US7555954B2 (en) | In-track wheel inspection system | |
| CN201653992U (zh) | 一种多通道车轴超声探伤探头的自动切换装置 | |
| CN105805563B (zh) | 基于随路内窥式管道泄漏及堵塞的超声检测装置与方法 | |
| CN104373821A (zh) | 基于声学主动激励的天然气管道安全监测装置 | |
| WO2003046544A3 (en) | Method to characterize material using mathematical propagation models and ultrasonic signal | |
| CN106287240A (zh) | 一种基于声发射的管道泄漏检测装置及单传感器定位方法 | |
| CN101398411A (zh) | 钢轨踏面缺陷快速扫查方法及其装置 | |
| US20210343434A1 (en) | Acousto-optic leakage monitoring system for nuclear power plant main steam pipeline | |
| Navaraja | Crack detection system for railway track by using ultrasonic and PIR sensor | |
| CN202421417U (zh) | 一种基于声电同步进行变压器局放精确定位的装置 | |
| CN102735746A (zh) | 金属管道漏磁信号封闭式检测装置及数据高速传输方法 | |
| CN104316277A (zh) | 基于声检测与盲信号分离的气密性监测方法与装置 | |
| CN115854271A (zh) | 城市地下管网损伤监测与修复系统及损伤识别修复方法 | |
| WO2009007817A2 (en) | Method and apparatus for the contactless dynamic inspection of railway rails | |
| GB2383413A (en) | Detecting rail defects using acoustic surface waves | |
| CN101706475B (zh) | 一种列车车轮轮箍在线检测装置及方法 | |
| CN113933390A (zh) | 用于检测保温管聚氨酯保温层缺陷的超声波探测设备 | |
| CN105911137A (zh) | 一种管路超声导波与声脉冲集成检测技术 | |
| CN104457851A (zh) | 一种土木工程结构健康状态远程监测系统 | |
| CN205982178U (zh) | 一种基于双阵列探头的钢轨焊缝超声波成像检测系统 | |
| CN204731196U (zh) | 厚壁管道超声检测装置 | |
| CN201273891Y (zh) | 一种用于陶瓷绝缘子的超声无损检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |