CN116299720B - 一种pccp断丝多通道电磁检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种PCCP断丝多通道电磁检测设备，包括：检测监控平台，用于控制断丝检测平台在预应力混凝土管道中运行，并根据断丝检测平台的检测数据判断PCCP断丝的数量、轴向定位及环向定位；断丝检测平台，用于检测预应力混凝土管道的断丝情况，包括机器人舱、断丝检测舱、激励探头、检测探头组、正交增量编码器及预设根数的支撑臂。本发明提供的一体化检测平台通过一发多收的收发探头阵列对PCCP管道进行多通道断丝电磁检测，具备PCCP断丝数量检测和轴向、环向定位功能，能够提高PCCP管道的断丝检测准确率，同时具备管道内无水检测或带水检测功能。

Description

一种PCCP断丝多通道电磁检测设备

技术领域

本发明涉及断丝检测技术领域，具体涉及一种PCCP断丝多通道电磁检测设备。

背景技术

PCCP即“预应力钢筒混凝土管”，因其具有大口径、高强度、高耐压、高密封性和优越的可靠性、耐久性、抗震性及运行管理费低等特性，在国内外得到广泛应用。PCCP管道具有一定的安全风险。国内外大量运行实践表明，PCCP工程运行安全具有明显的特征：随着时间的推移，由于砂浆保护层缺陷、土壤渗透腐蚀、钢丝氢脆、内部高压或过载因素的影响，在运行过程中预应力钢丝会出现断丝现象，从而造成管道强度降低，进而会引发管道爆管事故。

在现有的PCCP断丝电磁检测技术中，一般是采用PCCP断丝单通道电磁检测技术，由于固有的随机系统噪声的影响导致断丝检测准确率低，而且单通道技术只能检测PCCP断丝数量和轴向定位。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中PCCP断丝单通道检测准确率低的缺陷，从而提供一种PCCP断丝多通道电磁检测设备，能够通过一体化检测平台对PCCP管道进行多通道电磁检测，具备PCCP断丝数量检测和轴向、环向定位功能，能够提高PCCP管道的断丝检测准确率，并具备无水检测、带水检测功能。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种PCCP断丝多通道电磁检测设备，包括：检测监控平台、断丝检测平台；

所述检测监控平台，用于控制所述断丝检测平台在预应力混凝土管道中运行，并根据所述断丝检测平台的检测数据判断PCCP断丝的数量、轴向定位及环向定位，通过线缆与所述断丝检测平台进行连接；

所述断丝检测平台，用于检测预应力混凝土管道的断丝情况，包括机器人舱、断丝检测舱、激励探头、检测探头组、正交增量编码器及预设根数的支撑臂；

所述支撑臂安装在所述机器人舱及断丝检测舱表面，用于支撑所述断丝检测平台整体在预应力混凝土管道中行进，所述正交增量编码器安装至位于机器人舱的支撑臂上，所述激励探头及检测探头组分别安装至位于断丝检测舱的支撑臂上；

所述断丝检测舱包括发射机、多通道接收机及工控机，与所述机器人舱通过可拆卸连接装置进行连接，所述工控机用于接收所述检测监控平台的控制指令，根据所述控制指令控制所述发射机生成交流信号并驱动所述激励探头生成一次场电磁信号，所述检测探头组用于响应所述一次场电磁信号通过PCCP管壁和预应力钢丝感应出的二次场电磁信号，生成与所述二次场电磁信号相对应的电压信号，并发送至所述多通道接收机，所述多通道接收机将所述电压信号进行数字化处理后发送至所述工控机，由工控机对检测数据进行管理并通过线缆发送至检测监控平台，所述正交增量编码器，用于计算所述断丝检测平台的位移数据。

本发明实施例提供的PCCP断丝多通道电磁检测设备，通过检测监控平台控制断丝检测平台对预应力混凝土管道进行多通道电磁检测，断丝检测平台通过机器人舱、断丝检测舱及支撑臂构成平台主体部分，由激励探头生成一次场电磁信号并通过检测探头组响应一次场电磁信号通过PCCP管壁和预应力钢丝感应出的二次场电磁信号，由多通道接收机对信号进行数字化处理，再经过工控机进行检测数据的管理与传输，最后由检测监控平台根据检测数据判断PCCP断丝的数量、轴向定位及环向定位。本发明提供的一体化检测平台通过一发多收的收发探头阵列对PCCP管道进行多通道断丝电磁检测，具备PCCP断丝数量检测和轴向、环向定位功能，能够提高PCCP管道的断丝检测准确率。

可选地，所述检测监控平台，搭载于地面推车上，通过线缆车控制线缆收放与所述断丝检测平台进行连接；或在管道无水条件下搭载于管道推车上，通过连接杆、线缆与所述断丝检测平台连接，与所述断丝检测平台在管道内一同行进。

本发明的一体化检测平台由检测监控平台与断丝检测平台构成，可根据设计需求将检测监控平台安装在地面推车或管道推车上。如果将检测监控平台安装至地面推车上，可方便工作人员对其进行移动，工作人员可通过监控平台直观了解当前设备运行状态及断丝检测情况，而且通过线缆进行数据传输稳定性更好。如果将检测监控平台安装至管道推车上，可实现管道内现场检测，工作人员同样可通过监测数据直观了解当前设备运行状态及断丝检测情况，而且安装到一起使设备更为简洁。设计人员可按照使用需求进行灵活设计。

可选地，所述线缆车，用于控制收放线缆，并通过线缆长度记录所述断丝检测平台的行进距离，包括车架、缆盘、自动收放线装置、手动收放线装置、计米器、排线装置、供电系统、通信模块及线缆。

本发明通过线缆车自动或手动控制线缆的收放，线缆具备通信和供电的功能，可设置为不同长度，两端设接口装置，其中一端连接检测监控平台，一端连接断丝检测平台。通过线缆车控制线缆能够让线缆的长足满足当前设备的运行状态，并且能够基于线缆的抗拉强度实现对断丝检测设备的牵引。此外能够根据线缆的收放长度记录断丝检测平台的行进距离。

可选地，还包括：转轴装置，安装至所述支撑臂与机器人舱之间，以及支撑臂与断丝检测舱之间，用于通过所述检测监控平台控制所述支撑臂的折叠角度；摄像头，安装至所述机器人舱的前端，用于拍摄预应力混凝土管道的内部环境；预设个数的探照灯，安装至所述机器人舱前端，且位于所述摄像头后部，用于提供管道前向及四周辅助照明；推进器，安装至所述机器人舱，用于为所述断丝检测平台提供水下运动推力；承力挂钩，安装至所述断丝检测舱的后端，并与所述断丝检测舱的内部承力结构相连，用于连接线缆的承力结构。

本发明通过一系列辅助设备丰富断丝检测平台的功能，断丝检测平台能够通过转轴装置控制支撑臂折叠实现避障或转弯，在管道黑暗状态下通过探照灯进行照明，通过摄像头掌握管道的内部环境，通过推进器实现带水检测时断丝检测平台的前进、后退、转弯、加速、减速及匀速运动等，通过承力挂钩连接线缆并实现断丝检测平台进出管道吊装。辅助设备能够提供用户的体验感，为断丝检测工作提供便利。

可选地，所述支撑臂一端通过所述转轴装置与所述机器人舱或断丝检测舱进行连接，一端安装有滚动轮，且为可回弹折叠结构及电动伸缩结构；所述正交增量编码器按照预设位置安装于所述滚动轮上。

本发明通过支撑臂支撑整个断丝检测平台，所有支撑臂一端按照预设位置通过转轴装置安装在机器人舱及断丝检测舱的周围，另一端安装滚动轮，方便断丝检测平台在预应力混凝土管道内行进。此外，激励探头、检测探头组安装在位于断丝检测舱的支撑臂上，正交增量编码器安装在位于机器人舱的支撑臂的滚动轮上，随着滚动轮一起转动。支撑臂通过转轴装置与机器人舱或断丝检测舱进行连接，能够进行一定角度的折叠，支撑臂内设电动伸缩机构，可人工调控或自动调整支撑臂长度，适应不同的管道尺寸，使得断丝检测平台在预应力混凝土管道内行进时能够进行避障或转弯，而且通过收缩与折叠可缩小断丝检测平台的体积，便于进出管道或运输。

可选地，所述激励探头由激励线圈和屏蔽盘组成，且所述激励线圈设置于所述屏蔽盘中；所述激励探头垂直于所述预应力混凝土管道的轴线方向安装在位于断丝检测舱的支撑臂上；所述激励线圈，用于响应所述发射机生成的交流信号，发射相应的一次场电磁信号；所述屏蔽盘用于衰减所述激励线圈与检测探头组之间的直接耦合能量。

可选地，所述检测探头组由多个检测探头组成，各探头均平行于所述预应力混凝土管道的轴线方向，且沿所述预应力混凝土管道断面环向安装在位于断丝检测舱的支撑臂上；所述检测探头，用于响应所述一次场电磁信号通过PCCP管壁和预应力钢丝感应出的二次场电磁信号，生成与所述二次场电磁信号相对应的电压信号。

本发明采用远场涡流电磁检测原理对PCCP断丝进行监测，激励探头的激励线圈、检测探头的接收线圈与环向预应力钢丝构成多级电磁耦合系统。预应力钢丝既是激励线圈的次级线圈，又是接收线圈的初级线圈。激励线圈产生交变激励磁场为一次场，一次场穿透PCCP钢筒作用于预应力钢丝产生互感交变电压/电流形成二次场，二次场又耦合至接收线圈。当预应力钢丝断裂或严重锈蚀时，二次场的强度和相位均会发生畸变，畸变信号耦合到接收线圈，从而实现断丝检测。为了减少激励探头与检测探头之间的直接耦合能量，将激励探头与检测探头设置为空间正交的位置状态，并且在激励探头中设置屏蔽盘。其中将检测探头平行于预应力混凝土管道的轴线方向，能够更多的接收管壁涡流的磁通，提高探测灵敏度。

可选地，所述机器人舱为承压密封舱，后端采用法兰密封圈结构密封，前端摄像头外部采用透明半球罩密封结构密封；所述断丝检测舱的前端采用钢板焊接密封，后端采用法兰密封圈结构密封，所述断丝检测平台各器件的通信线路、供电线路经系统集成后通过断丝检测舱后舱盖上的防水航空插头与所述线缆进行连接。

本发明通过设置机器人舱与断丝检测舱组成断丝检测平台的主体结构，机器人舱主要用来控制断丝检测平台的行进，断丝检测舱主要用来进行断丝检测，因此机器人舱为承压密封舱，断丝检测舱一端焊接密封，一端设置为法兰密封圈结构并安装防水航空插头，为其周围测量设备和内部电路的控制线提供连接位置，能够满足防水需求。

可选地，还包括：所述断丝检测平台的各器件具有防水、防尘及承压功能，结构重心平衡，在淡水中整体具备近零浮力功能。

本发明对断丝检测平台整体进行密封防水、防尘及承压处理，使断丝检测平台能够在预应力混凝土管道内有水时进行断丝检测。因此，需要直接进行焊接的地方在焊接完成后进行密封面精加工，保证浸渍密封要求，需要设置接口的地方采用法拉密封圈进行密封，并设置防水航空插头。机器人舱体内部设置为内空状态，断丝检测舱除了必要的检测设备也设置为内空状态，使断丝检测平台具有一定承压能力和水下浮力，带水作业时可使断丝检测平台达到水下悬浮状态。

可选地，当所述预应力混凝土管道内无水时，所述断丝检测平台进行无水检测，通过人工推力或外加机器人牵引在所述预应力混凝土管道内移动；当所述预应力混凝土管道内有水时，所述断丝检测平台进行带水检测，所述断丝检测平台浮于水中，通过推进器或线缆牵引在所述预应力混凝土管道内移动。

本发明的断丝检测平台能够进行无水作业或带水作业，不同作业状态下平台的驱动力有所不同，能够使断丝检测平台适应不同的应用场景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种PCCP断丝多通道电磁检测设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种PCCP断丝多通道电磁检测设备的断丝检测平台结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种PCCP断丝多通道电磁检测设备的收发探头阵列示意图；

图4为本发明实施例提供的一种PCCP断丝多通道电磁检测设备的远场涡流电磁检测法原理示意图。

附图说明：

1-检测监控平台；2-断丝检测平台；3-线缆车；4-线缆；5-预应力混凝土管道；6-带孔管节；101-推车；201-机器人舱；202-断丝检测舱；203-激励探头；204-检测探头组；205-正交增量编码器；206-支撑臂；207-连接装置；208-转轴装置；209-滚动轮；210-摄像头；211-探照灯；212-推进器；213-承力挂钩。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明实施例提供了一种PCCP断丝多通道电磁检测设备，如图1所示，包括：检测监控平台1、断丝检测平台2；

所述检测监控平台1，用于控制所述断丝检测平台2在预应力混凝土管道5中运行，并根据所述断丝检测平台2的检测数据判断PCCP断丝的数量、轴向定位及环向定位，通过线缆4与所述断丝检测平台2进行连接；

所述断丝检测平台2，用于检测预应力混凝土管道5的断丝情况，包括机器人舱201、断丝检测舱202、激励探头203、检测探头组204、正交增量编码器205及预设根数的支撑臂206；

所述支撑臂206安装在所述机器人舱201及断丝检测舱202表面，用于支撑所述断丝检测平台2整体在预应力混凝土管道5中行进，所述正交增量编码器205安装至位于机器人舱的支撑臂206上，所述激励探头203及检测探头组204分别安装至位于断丝检测舱的支撑臂206上；

所述断丝检测舱202包括发射机、多通道接收机及工控机，与所述机器人舱201通过可拆卸连接装置207进行连接，所述工控机用于接收所述检测监控平台1的控制指令，根据所述控制指令控制所述发射机生成交流信号并驱动所述激励探头生成一次场电磁信号，所述检测探头组用于响应所述一次场电磁信号通过PCCP管壁和预应力钢丝感应出的二次场电磁信号，生成与所述二次场电磁信号相对应的电压信号，并发送至多通道接收机，多通道接收机将电压信号进行数字化处理后发送至所述工控机，由工控机对检测数据进行管理并通过线缆发送至检测监控平台1，所述正交增量编码器205，用于计算所述断丝检测平台2的位移数据。

具体地，在本发明实施例中，如图1所示，地下输水的预应力混凝土管道5中设置有排气孔或检修人孔等功能的带孔管节6，孔口直径不小于700mm。在进行断丝检测工作时可通过该孔将断丝检测平台2吊入或吊出预应力混凝土管道5，检测监控平台1用于控制断丝检测平台2在预应力混凝土管道5中运行，并根据断丝检测平台2的检测数据判断PCCP断丝的数量、轴向定位及环向定位，断丝检测平台2则用于检测预应力混凝土管道5的断丝情况。其中检测监控平台1可搭载于地面推车101上，也可搭载于管道推车上，与断丝检测平台2一同行进。

在本发明实施例中，如图1所示，将检测监控平台1搭载于地面推车101上形成一体化的检测监控平台，通过线缆车3控制线缆4的收放并与断丝检测平台2进行连接，线缆4具备通信和供电的功能，可设置为不同长度，两端设接口装置，其中一端连接检测监控平台1，一端连接断丝检测平台2。其中，线缆车3包括车架、缆盘、自动收放线装置、手动收放线装置、计米器、排线装置、供电系统、通信模块及线缆4，可以通过线缆长度记录断丝检测平台的行进距离。

检测监控平台1包括控制单元和检测单元，控制单元有各种控制按钮和控制软件，用于断丝检测平台2动力系统、控制系统、监视系统的实时监视、操控等，检测单元是断丝检测平台2的前端数据分析、监视和控制平台，用于检测数据的可视化、检测与分析、数据管理等。

在本发明实施例中，如图2所示，断丝检测单元由机器人舱201、断丝检测舱202及预设根数的支撑臂206构成平台主体。其中机器人舱201与断丝检测舱202通过可拆卸的连接装置207进行连接，支撑臂206一端通过转轴装置208安装在机器人舱201与断丝检测舱202的周围，另一端安装有滚动轮209。

其中连接装置207内部敷设有通信、供电线缆，可拆卸，便于断丝检测平台2快速组装、拆解，且具有一定强度，能够保证断丝检测平台2在吊装或运动时结构稳定。

因为PCCP测试在满水管道内进行，因此需要进行密封性设计，以满足完全浸渍的要求。机器人舱201为承压密封舱，后端采用法兰密封圈结构密封，前端摄像头外部采用透明半球罩密封结构密封。断丝检测舱202内包含发射机、多通道接收机、工控机、供电系统、通信系统及配套电子器件，舱体前端采用钢板焊接密封，后端采用法兰密封圈结构密封。断丝检测平台各器件的通信线路、供电线路经系统集成后通过断丝检测舱后舱盖上的防水航空插头与线缆进行连接。舱体的材料为3mm普通钢板，密封圈采用丁晴橡胶，但不以此为限。为保证密封面精度，密封面留有加工余量，在全部焊接完成后，进行密封面精加工，保证浸渍密封要求。

本发明实施例选择九根支撑臂206，但不以此为限。如图2所示，四根支撑臂206通过转轴装置208均匀安装在机器人舱201的周围，四根支撑臂206通过转轴装置208均匀安装在断丝检测舱202的周围，一根支撑臂206安装在断丝检测舱202的正上方。九根支撑臂206均具备行走功能，从图1中可以看到，两个舱体周围四根均匀分布的支撑臂206呈十字交叉形状，通过滚动轮接触到预应力混凝土管道5的表面，以此确定断丝检测平台2上放置方向。

因为PCCP测试的预应力混凝土管道5内壁可能存在轻微的凸凹不平，因此将支撑臂206设置为可回弹折叠结构及电动伸缩结构。其中可回弹折叠结构通过与舱体相连接的转轴装置208实现。转轴装置208通过电动控制，能够控制每个支撑臂206的折叠角度，能够实现向后0-90°的折叠，在断丝检测平台2不进行工作或进出管道时，可将支撑臂206向后折叠为90°，缩小平台体积。本发明实施例提供的断丝检测平台2在进行折叠后的最大外径小于700mm，但不以此为限。支撑臂206内设电动伸缩机构，可人工调控或自动调整支撑臂206长度，适应不同的管道尺寸，进行避障、转弯。此外，支撑臂206内有信号线、供电线路等。

本发明实施例通过一发四收的收发探头阵列对PCCP管道进行多通道电磁检测，如图3所示，但不以此为限。其中激励探头203垂直于预应力混凝土管道的轴线方向安装在位于断丝检测舱正上方的支撑臂上。激励探头203作为传感器，把低频功放输出的交流信号转换成磁场能量并发射出去，在PCCP管壁上感应出涡流信号，由激励线圈和屏蔽盘组成，且激励线圈设置屏蔽盘中。激励线圈用于响应发射机生成的交流信号，发射相应的一次场电磁信号，采用1mm直径漆包铜线作为绕线材料的单回路线圈形式，但不以此为限。屏蔽盘用于衰减激励线圈与检测探头组204之间的直接耦合信号。

在本发明实施例中，检测探头组204设置四个检测探头，对应各探头均平行于预应力混凝土管道的轴线方向，且沿预应力混凝土管道断面环向安装在位于断丝检测舱202周围均匀分布的4根支撑臂206上。检测探头作为信号拾取器，能在两次穿透管壁的远场涡流信号的作用下感应出微弱的与激励探头203发射信号同频的二次场电磁信号，该信号包含了涡流两次穿过管壁所产生的某些不连续性的特性响应，而这些不连续特性响应正是分析预应力钢丝是否存在断裂的基础。因为远场涡流信号非常微弱，因此要求检测探头具有很高的灵敏度才能实现信号的获取，以供后级电路的放大处理。检测探头同激励探头203一样采用单回路线圈形式设计，材料采用1mm直径单股漆包线绕制，因此圈数能够绕制更多，具有更高的电感量，以保证其探测灵敏度。通过将检测探头在PCCP管内以平行方式放置，如图2所示，检测探头与PCCP管平行放置可以更多的接收管壁涡流的磁通，提高探测灵敏度；在空间上与激励探头203互相垂直，可降低来自激励探头203的直接耦合能量。

本发明实施例中，激励探头203的激励线圈、检测探头的接收线圈与环向预应力钢丝构成多级电磁耦合系统，运用远场涡流电磁检测原理进行断丝检测，原理如图4所示。激励探头203生成的一次场电磁信号穿透PCCP管道的管壁并在管外沿管轴向传播后作用于预应力钢丝而产生二次场电磁信号，二次场电磁信号再次穿透PCCP管道的管壁耦合至检测探头，检测探头感应出电压信号，并通过多通道接收机将电压信号数字化处理后传输给工控机。

在本发明实施例中，采用的正交增量编码器205为烟台五沣的W19S4- 25.6BM-E，在机器人舱或断丝检测舱选择上、下各一个滚动轮上安装，用于检测平台行进距离测量，但不以此为限。该编码器采用+5V供电，可输出正交的A、B相脉冲，每圈输出256个脉冲，可在水下使用。断丝检测平台行进时，支撑臂上的滚动轮带动旋转编码器的转轴，输出正交脉冲，脉冲间的距离约为1.22mm。

此外，为了丰富断丝检测平台的功能，提高断丝检测工作的便利，如图2所示，还设计了以下辅助设备：

转轴装置208，安装至支撑臂206与机器人舱201之间，以及支撑臂206与断丝检测舱202之间，用于通过检测监控平台1控制支撑臂206的折叠角度，可实现后向0-90°折叠。

摄像头210，安装至机器人舱201的前端，用于拍摄预应力混凝土管道5的内部环境。摄像头210外部安装透明半球罩，内部安装高清摄像机、云台及相关电子控制器件，可实现环向360°+前向180°调控，具备预置点、自动巡航、焦距控制、光圈控制等功能。

预设个数的探照灯211，安装至机器人舱201前端，且位于摄像头210后部，用于提供管道前向及四周辅助照明。

推进器212，安装至机器人舱201，用于为断丝检测平台2提供水下运动推力。本发明实施例采用大推力螺旋桨推进器，在机器人舱体的上、下、左、右四侧安装4个推进器212，提供前进与后退推力，但不以此为限。推进器212由机器人舱201体内的电子调速器、主控板及自动控制系统调控。带水检测时，通过推进器212驱动断丝检测平台2实现前进、后退、转弯、加速、减速、匀速运动等。无水检测时，推进器212可便捷拆装。

承力挂钩213，安装至断丝检测舱202的后端，并与断丝检测舱202的内部承力结构相连，用于连接线缆的承力结构。

此外，本发明实施例还将断丝检测平台2的各器件进行防水、防尘及承压处理，平台达到IP68防护等级，但不以此为限，使断丝检测平台2能够进行无水作业或带水作业。当预应力混凝土管道5内无水时，断丝检测平台2进行无水检测，通过人工推力或外加机器人牵引在预应力混凝土管道5内移动；当预应力混凝土管道5内有水时，断丝检测平台2进行带水检测，断丝检测平台2在淡水中整体具备近零浮力功能，能够浮于水中，通过推进器或线缆牵引在预应力混凝土管道5内移动。

本发明实施例提供的PCCP断丝多通道电磁检测设备，通过检测监控平台控制断丝检测平台对预应力混凝土管道进行多通道电磁检测，断丝检测平台通过机器人舱、断丝检测舱及支撑臂构成平台主体部分，由激励探头生成一次场电磁信号并通过检测探头组响应一次场电磁信号通过PCCP管壁和预应力钢丝感应出的二次场电磁信号，由多通道接收机对信号进行数字化处理，再经过工控机进行检测数据的管理与传输，最后由检测监控平台根据断丝检测平台的检测数据判断PCCP断丝的数量、轴向定位及环向定位。本发明一体化检测平台对PCCP管道进行多通道断丝电磁检测，具备PCCP断丝数量检测和轴向、环向定位功能，能够提高PCCP管道的断丝检测准确率，并具备无水检测、带水检测功能。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (4)

1.一种PCCP断丝多通道电磁检测设备，其特征在于，包括：检测监控平台、断丝检测平台；

所述检测监控平台，包括控制单元与检测单元，所述控制单元用于通过对所述断丝检测平台的动力系统、控制系统及监视系统进行实时监视及操控，来控制所述断丝检测平台在预应力混凝土管道中运行，进行无水检测和带水检测，所述检测单元用于通过对所述断丝检测平台的检测数据进行可视化、监测与分析及数据管理，来根据所述断丝检测平台的检测数据判断PCCP断丝的数量、轴向定位及环向定位，通过线缆与所述断丝检测平台进行连接；

所述断丝检测平台，用于检测预应力混凝土管道的断丝情况，包括机器人舱、断丝检测舱、激励探头、检测探头组、正交增量编码器及预设根数的支撑臂；

所述断丝检测舱包括发射机、多通道接收机及工控机，与所述机器人舱通过可拆卸连接装置进行连接，所述工控机用于接收所述检测监控平台的控制指令，根据所述控制指令控制所述发射机生成交流信号并驱动所述激励探头生成一次场电磁信号，所述检测探头组用于响应所述一次场电磁信号通过PCCP管壁和预应力钢丝感应出的二次场电磁信号，生成与所述二次场电磁信号相对应的电压信号，并发送至所述多通道接收机，所述多通道接收机将所述电压信号进行数字化处理后发送至所述工控机，由工控机对检测数据进行管理并通过线缆发送至检测监控平台，所述正交增量编码器，用于计算所述断丝检测平台的位移数据；

所述支撑臂安装在所述机器人舱及断丝检测舱表面，用于支撑所述断丝检测平台整体在预应力混凝土管道中行进，且所述支撑臂一端通过转轴装置与所述机器人舱或断丝检测舱进行连接，一端安装有滚动轮，且为可回弹折叠结构及电动伸缩结构，所述正交增量编码器按照预设位置安装至位于机器人舱的支撑臂上的滚轮上；

所述激励探头及所述检测探头组构成一发多收探头阵列，且激励探头位于所述探头阵列的任意两个相邻的检测探头之间；

其中，所述激励探头垂直于所述预应力混凝土管道的轴线方向安装在位于断丝检测舱的支撑臂上，由激励线圈和屏蔽盘组成，且所述激励线圈设置于所述屏蔽盘中；所述激励线圈用于响应所述发射机生成的交流信号，发射相应的一次场电磁信号，所述屏蔽盘用于衰减所述激励线圈与检测探头组之间的直接耦合能量；

所述检测探头组由多个检测探头组成，各探头均平行于所述预应力混凝土管道的轴线方向，且沿所述预应力混凝土管道断面环向安装至位于断丝检测舱的支撑臂上，所述检测探头用于响应所述一次场电磁信号通过PCCP管壁和预应力钢丝感应出的二次场电磁信号，生成与所述二次场电磁信号相对应的电压信号；

所述检测监控平台，搭载于地面推车上，通过线缆车控制线缆收放与所述断丝检测平台进行连接；

或在管道无水条件下搭载于管道推车上，通过连接杆、线缆与所述断丝检测平台连接，与所述断丝检测平台在管道内一同行进；

所述线缆车，用于控制收放线缆，并通过线缆长度记录所述断丝检测平台的行进距离，包括车架、缆盘、自动收放线装置、手动收放线装置、计米器、排线装置、供电系统、通信模块及线缆；

转轴装置，安装至所述支撑臂与机器人舱之间，以及支撑臂与断丝检测舱之间，用于通过所述检测监控平台控制所述支撑臂的折叠角度；

摄像头，安装至所述机器人舱的前端，用于拍摄预应力混凝土管道的内部环境；

预设个数的探照灯，安装至所述机器人舱前端，且位于所述摄像头后部，用于提供管道前向及四周辅助照明；

推进器，安装至所述机器人舱，用于为所述断丝检测平台提供水下运动推力；

承力挂钩，安装至所述断丝检测舱的后端，并与所述断丝检测舱的内部承力结构相连，用于连接线缆的承力结构。

2.根据权利要求1所述的PCCP断丝多通道电磁检测设备，其特征在于，所述机器人舱为承压密封舱，后端采用法兰密封圈结构密封，前端摄像头外部采用透明半球罩密封结构密封；

所述断丝检测舱的前端采用钢板焊接密封，后端采用法兰密封圈结构密封，所述断丝检测平台各器件的通信线路、供电线路经系统集成后通过断丝检测舱后舱盖上的防水航空插头与所述线缆进行连接。

3.根据权利要求1所述的PCCP断丝多通道电磁检测设备，其特征在于，还包括：所述断丝检测平台的各器件具有防水、防尘及承压功能，结构重心平衡，在淡水中整体具备近零浮力功能。

4.根据权利要求3所述的PCCP断丝多通道电磁检测设备，其特征在于，当所述预应力混凝土管道内无水时，所述断丝检测平台进行无水检测，通过人工推力或外加机器人牵引在所述预应力混凝土管道内移动；当所述预应力混凝土管道内有水时，所述断丝检测平台进行带水检测，所述断丝检测平台浮于水中，通过推进器或线缆牵引在所述预应力混凝土管道内移动。