CN202928990U - 钢管杆腐蚀的超声导波检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢管杆腐蚀的超声导波检测系统，包括置于被检钢管杆上的探头、与探头相连接的工控机，所述工控机包括发送脉冲信号到探头使之产生超声导波以及接收来自探头的反射超声导波的超声发射/接收卡，所述工控机还包括对超声发射/接收卡数据进行采集的高速数据采集卡以及控制所述探头移动实现对钢管杆全方位检测的探头运动扫描控制系统。实施本实用新型的具有以下有益效果：超声导波探头只需沿一条线移动不需要逐点放置，可实现对钢管杆腐蚀类缺陷的全面快速检测，且检测数据实时存盘，可事后分析、处理、测试任何位置范围内的探伤情况，可用于5~40mm的钢管杆的腐蚀检测。

Description

钢管杆腐蚀的超声导波检测系统

技术领域

本实用新型涉及电力系统检测技术领域，更具体地说，涉及一种钢管杆腐蚀的超声导波检测系统。

背景技术

目前我国（特别是南方城市）大量采用钢管杆作为输电线路的转向节点来承担弯曲载荷。钢管杆内部近乎密闭空间内存在大量水蒸汽，在昼夜温差的影响下，必然在钢管杆内壁形成凝结水，在空气中氧气的作用下，对钢铁材料必然造成腐蚀。再加上城市中对钢管杆占地面积要求小，往往将塔基沉于地表以下，但因为南方雨水天气多，地下水位高，很可能使这类钢管杆根部长期处于含有电解质的地下水的作用，发生化学和电化学腐蚀。这种长期的大面积和局部严重腐蚀，导致管壁减薄，钢管杆承载和抗弯能力降低，遇到台风等恶劣条件极易发生失稳倒塌，从而造成大面积停电事故，而且这些处于城市当中钢管杆一旦倒塌，将严重危害公共安全。因此，需要对钢管杆的埋地部分的腐蚀状况进行定期的检测，给出腐蚀损伤状况的报告，并根据报告判断钢管能否继续使用及可以继续使用的年限，从而实现对钢管塔安全使用状况进行监测。

传统的对钢管塔地表以下埋地部分的腐蚀状况进行检测的方法是使用超声波装置进行，这种方法只能检测到传感器下管壁的厚度，属于逐点检测。大范围检测时检测速度慢，而且只能找出几个有代表性的特征进行检测。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述传统超声波检测的检测速度慢，且只能找出几个有代表性的特征检测的缺陷，提供一种钢管杆腐蚀的超声导波检测系统，可实现对钢管杆腐蚀类缺陷的全面快速检测。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种钢管杆腐蚀的超声导波检测系统，包括置于被检钢管杆上的探头、与探头相连接的工控机，所述工控机包括发送脉冲信号到探头使之产生超声导波以及接收来自探头的反射超声导波的超声发射/接收卡，所述工控机还包括对超声发射/接收卡数据进行采集的高速数据采集卡以及控制所述探头移动实现对钢管杆全方位检测的探头运动扫描控制系统。

所述高速数据采集卡采集的数据由数据处理和分析软件包进行读取并进行处理和分析，获得被检钢管杆腐蚀情况。

实施本实用新型的钢管杆腐蚀的超声导波检测系统，具有以下有益效果：超声导波探头只需沿一条线移动不需要逐点放置，可实现对钢管杆腐蚀类缺陷的全面快速检测，且检测数据实时存盘，可事后分析、处理、测试任何位置范围内的探伤情况，可用于5~40mm的钢管杆的腐蚀检测。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的钢管杆腐蚀的超声导波检测系统图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型的一种钢管杆腐蚀的超声导波检测系统，包括置于被检钢管杆300上的探头100、与探头100相连接的工控机200，其特征在于，所述工控机200包括发送脉冲信号到探头100使之产生超声导波以及接收来自探头的反射超声导波的超声发射/接收卡201，所述工控机200还包括对超声发射/接收卡201数据进行采集的高速数据采集卡202以及控制所述探头100移动实现对钢管杆300全方位检测的探头运动扫描控制系统204。

所述高速数据采集卡202采集的数据由数据处理和分析软件包203进行读取并进行处理和分析，获得被检钢管杆腐蚀情况。

本实用新型的钢管杆腐蚀的超声导波检测系统的工作过程为：超声发射/接收卡201发送脉冲信号到探头100，激发超声导波，超声导波传过被检钢管杆300，遇到截面突变或壁厚明显变化时，反射一部分超声导波，探头100接收反射的超声导波并送至工控机200的超声发射/接收卡201，高速数据采集卡202经超声发射/接收卡201采集数据，数据处理和分析软件包203读高速数据采集卡202采集的数据并进行处理和分析，获得钢管杆腐蚀情况，探头运动扫描控制系统204控制探头移动实现对钢管杆的全方位检测。

探头100内置传感器、任意波形发生器、超声波信号接收器、功率放大电路。所述传感器包括外壳，在外壳内设置有有机玻璃楔块和阻尼块，在有机玻璃楔块上设置有压电晶片，压电晶片通过引线与外壳外的插接口相接，压电晶片选用压电陶制作。探头100的可根据检测中回波信号以及信噪比为依据进行选择，例如可选择采用1.0MHz的可变角斜探头。超声导波的激发方式采用从板表面激发，可通过改变入射角来产生不同频率的超声导波。

从探头100出来的信号经超声发射/接收卡201进行处理。超声发射/接收卡201包括信号调理电路、任意波形发生器、超声信号接收器、放大器。

高速数据采集卡202包括采用A/D转换、数据缓存。高速数据采集卡202基于并行直接转换原理的flash A/D转换器的高速8位分辨率的数据采集卡并设计成计算机扩展槽的插板形式。数据的缓存使用两片FIFO，在将采集得到的数据写入其中一片时，后续模块同时对另一片中的数据进行处理。对FIFO进行读写是对时序控制模块的控制进行的，但数据的读出由后续模块进行，并提供相应的控制信号。

数据采集时为了提高信噪比和检测精度，选择大于Nyquist采样率的过采样技术，采样速率达到100MHZ以上，采样速率可调。因采样速率高，采用64K容量的高速缓存器对采样的信号数据进行保存，能够把探测范围内的时域信号加以保存。

高速采样后的接收信号在A/D转换后，通过PCI总线传送到工控机200内存中指定的数据接收区。数据处理和分析软件包203读高速数据采集卡202采集的数据并进行处理和分析。

工控机200的探头运动扫描控制系统204对探头100移动的控制通过控制电路实现。通过探头的移动获得不同的数据，工控机中的数据处理和分析软件对接收到的数据进行分析，得出腐蚀的位置、形状、大小。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (1)

1.一种钢管杆腐蚀的超声导波检测系统，包括置于被检钢管杆（300）上的探头（100）、与探头（100）相连接的工控机（200），其特征在于，所述工控机（200）包括发送脉冲信号到探头（100）使之产生超声导波以及接收来自探头的反射超声导波的超声发射/接收卡（201），所述工控机（200）还包括对超声发射/接收卡（201）数据进行采集的高速数据采集卡（202）以及控制所述探头（100）移动实现对钢管杆（300）全方位检测的探头运动扫描控制系统（204）。 

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