CN205139080U - 一种检测金属管道应力的磁检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种金属管道应力磁检测仪，该方案包括弱磁信号采集部分、GPS定位信号部分、定距离信号发生装置、信号处理部分、信号显示部分、检测数据无线传输部分、SD存储卡；该方案采用三轴梯度磁力仪或三维磁场传感器采集金属管道的弱磁信号；采用GPS记录检测仪的位置和路径；定距离信号发生装置发出采集弱磁信号的记录指令，记录检测位置距参照物之间的精确距离；采集的弱磁信号经由微处理器进行数字处理、运算、储存，将处理后的弱磁信号显示在触摸屏上；检测数据可通过无线方式实时传送到数据分析中心。该方案能够在不对构件表面进行清理的情况下对铁磁性金属构件进行诊断，防止突发性的疲劳破坏，是无损检测领域的一种新的设备。

Description

一种检测金属管道应力的磁检测仪

技术领域

本实用新型涉及的是一种管道检测设备，尤其是一种检测金属管道应力的磁检测仪。

背景技术

在现有技术中，目前得到成功应用的管道外检测方法较多，但都是针对防腐层、阴极保护系统、杂散电流、外部环境调查等方面的间接检测，能对管道的涂层、腐蚀防护系统、阴极保护系统等进行检测评价，无法直接检测管体缺陷，若要对管道缺陷进行定量检测和评估，通常需要结合间接检测的结果，以抽查的方式开挖管道进行直接检测，这是现有技术所存在的不足之处。

实用新型内容

本实用新型的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种检测金属管道应力的磁检测仪的技术方案，该方案采用电磁场传感器，基于金属磁记忆检测的原理，当铁磁性构件受到外部载荷作用时，受地球磁场激励，在应力和变形集中区域会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向，磁畴组织的重新取向会导致构件内部产生新的磁状态。金属构件表面的这种磁状态记忆了微观缺陷或应力集中的位置，即所谓的磁记忆效应。根据该这原理设计了一种检测仪来收集和记录金属管道因各种缺陷和变形产生的非正常应力所引起的磁异常梯度值的位置，通过数据分析软件可判断金属管道内部的应力集中区，既微观缺陷、早期失效和损伤等缺陷的位置和严重程度。

本方案克服了传统无损检测的一些缺点，能够在不对构件表面进行清理的情况下对铁磁性金属构件进行诊断，防止突发性的疲劳破坏，是无损检测领域的一种新的设备。

本方案是通过如下技术措施来实现的：

一种检测金属管道应力的磁检测仪，包括有信号采集模块、信号转换模块、微处理器、定距离信号发生装置、信号发射模块和触摸屏；信号采集模块将采集的信号传输到信号转换模块，信号转换模块将接收的模拟信号转换为数字信号后传输到微处理器；定距离信号发生装置实时将距离信号传输到微处理器；微处理器将接收的信号经过处理后分别传输到信号发射模块和触摸屏。

作为本方案的优选：信号采集模块包括有多个三轴梯度磁力仪或多组高分辨率的三维磁场传感器分别采集金属管道的X、Y、Z三个轴向的弱磁信号。

作为本方案的优选：信号转换模块包括有信号滤波及缓冲放大器和A/D转换器；信号滤波及缓冲放大器输出的信号经过信号滤波及缓冲放大器后由A/D转换器将模拟信号转换为数字信号后传输至微处理器。

作为本方案的优选：定距离信号发生装置包括有设置在圆柱形壳体内的线辊部件和编码滚轮部件；线辊部件包括有线辊、线辊座、中心轴和锁紧螺母；中心轴安装在线辊座上；线辊套在中心轴上；锁紧螺母套在中心轴顶端；编码滚轮部件包括有编码滚轮、引线轮、滚轮轴、编码盘、电路板和光电探头；编码滚轮连接在滚轮轴顶部；引线轮设置在编码滚轮两侧；编码盘固定在滚轮轴的底部；编码盘下方设置有电路板；电路板上设置有光电探头和输出电缆；光电探头能够检测编码盘的转动周数并将信号传输到电路板。

作为本方案的优选：定距离信号发生装置与SD卡连接，SD卡能够将定距离信号发生装置和微处理器的数据进行储存。

作为本方案的优选：信号发射模块为WiFi模块；WiFi模块与GPS模块数据连通。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于本方案采用三轴梯度磁力仪或高分辨率的三维磁场传感器采集金属管道的弱磁信号，灵敏度高，可达到nT量级，采用GPS模块对检测位置进行初步定位，然后采用定距离信号发生装置对检测位置进行精准定位，大幅度提高检测位置的定位精度，方便以后能够准确查找金属管道磁异常的位置。

由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为定距离信号发生装置的结构示意图。

图3为编码滚轮部件的结构示意图。

图中，1为线辊座，2为中心轴，3为线辊，4为圆柱形壳体，5为锁紧螺母，6为软线，7为引线轮，8为编码滚轮，9滚轮轴，10为光电探头，11为编码盘，12为电路板，13为输出电缆。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

通过附图可以看出，本方案包括有信号采集模块、信号转换模块、微处理器、定距离信号发生装置、信号发射模块和触摸屏；信号采集模块将采集的信号传输到信号转换模块，信号转换模块将接收的模拟信号转换为数字信号后传输到微处理器；定距离信号发生装置实时将距离信号传输到微处理器；微处理器将接收的信号经过处理后分别传输到信号发射模块和触摸屏。信号采集模块包括有多个三轴梯度磁力仪或多组高分辨率的三维磁场传感器分别采集金属管道的X、Y、Z三个轴向的弱磁信号。信号转换模块包括有信号滤波及缓冲放大器和A/D转换器；信号滤波及缓冲放大器输出的信号经过信号滤波及缓冲放大器后由A/D转换器将模拟信号转换为数字信号后传输至微处理器。定距离信号发生装置包括有设置在圆柱形壳体内的线辊部件和编码滚轮部件；线辊部件包括有线辊、线辊座、中心轴和锁紧螺母；中心轴安装在线辊座上；线辊套在中心轴上；锁紧螺母套在中心轴顶端；编码滚轮部件包括有编码滚轮、引线轮、滚轮轴、编码盘、电路板和光电探头；编码滚轮连接在滚轮轴顶部；引线轮设置在编码滚轮两侧；编码盘固定在滚轮轴的底部；编码盘下方设置有电路板；电路板上设置有光电探头和输出电缆；光电探头能够检测编码盘的转动周数并将信号传输到电路板。定距离信号发生装置与SD卡连接，SD卡能够将定距离信号发生装置和微处理器的数据进行储存。信号发射模块为WiFi模块；WiFi模块与GPS模块数据连通。

弱磁信号采集部分采用三轴梯度磁力仪或高分辨率的三维磁场传感器采集金属管道的弱磁信号；GPS定位信号部分记录检测仪所检测金属管道的GPS位置和行走的路径；定距离信号发生装置作为检测仪定距离收集弱磁信号的记录指令，同时记录检测管道距附近参照物之间的精确距离；信号处理部分将采集的弱磁信号进行滤波、放大、A/D转换后由微处理器进行数字处理、运算、储存；信号显示部分将处理后的弱磁信号显示在触摸屏上，检测数据无线传输部分将检测数据通过无线方式实时传送到数据处理中心。数据也可以通过SD存储卡拷贝到数据中心，检测仪可以设置为实时显示、定时采集和定距采集三种模式。

采用本方案研制的金属管道应力磁检测仪，对油气管道上方磁场分布进行的层析检测，查找出金属管道存在的非正常应力，并对导致非正常应力的缺陷的大小、位置进行解算，发现管道存在的不安全因素，确定需要进行维护的管段位置，并预测未来一段时间可能会出现问题、需要重点关注的管段等，给出在役油气管道本体结构完整性和运行安全性的等级评价。防止突发性的损坏，是无损检测领域的一种新的检测手段。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种检测金属管道应力的磁检测仪，其特征是：包括有信号采集模块、信号转换模块、微处理器、定距离信号发生装置、信号发射模块和触摸屏；所述信号采集模块将采集的信号传输到信号转换模块，信号转换模块将接收的模拟信号转换为数字信号后传输到微处理器；所述定距离信号发生装置实时将距离信号传输到微处理器；所述微处理器将接收的信号经过处理后分别传输到信号发射模块和触摸屏。

2.根据权利要求1所述的一种检测金属管道应力的磁检测仪，其特征是：所述信号采集模块包括有多个三轴梯度磁力仪或多组高分辨率的三维磁场传感器分别采集金属管道的X、Y、Z三个轴向的弱磁信号。

3.根据权利要求1所述的一种检测金属管道应力的磁检测仪，其特征是：所述信号转换模块包括有信号滤波及缓冲放大器和A/D转换器；所述信号滤波及缓冲放大器输出的信号经过信号滤波及缓冲放大器后由A/D转换器将模拟信号转换为数字信号后传输至微处理器。

4.根据权利要求1所述的一种检测金属管道应力的磁检测仪，其特征是：所述定距离信号发生装置包括有设置在圆柱形壳体内的线辊部件和编码滚轮部件；所述线辊部件包括有线辊、线辊座、中心轴和锁紧螺母；所述中心轴安装在线辊座上；所述线辊套在中心轴上；所述锁紧螺母套在中心轴顶端；所述编码滚轮部件包括有编码滚轮、引线轮、滚轮轴、编码盘、电路板和光电探头；所述编码滚轮连接在滚轮轴顶部；所述引线轮设置在编码滚轮两侧；所述编码盘固定在滚轮轴的底部；所述编码盘下方设置有电路板；所述电路板上设置有光电探头和输出电缆；所述光电探头能够检测编码盘的转动周数并将信号传输到电路板。

5.根据权利要求1所述的一种检测金属管道应力的磁检测仪，其特征是：所述定距离信号发生装置与SD卡连接，SD卡能够将定距离信号发生装置和微处理器的数据进行储存。

6.根据权利要求1所述的一种检测金属管道应力的磁检测仪，其特征是：所述信号发射模块为WiFi模块；所述WiFi模块与GPS模块数据连通。