CN211043249U - 一种基于电磁超声技术的螺栓在线检测报警系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于电磁超声技术的螺栓在线检测报警系统，包括电磁超声仪及报警装置，所述电磁超声仪包括电磁超声高温探头、信号发生装置、信号接收装置、信号放大装置、示波器及处理器，所述电磁超声高温探头的一端用于连接所述待检测螺栓，所述电磁超声高温探头的另一端连接所述信号发生装置及所述信号接收装置，所述信号接收装置连接所述信号放大装置，所述信号发生装置连接所述示波器及处理器，所述处理器连接所述报警装置。本实用新型通过电磁超声仪产生超声波对待检测螺栓进行高温检测，根据接收反射的超声波检测螺栓的运行健康状态，同时通过报警装置进行预警且使用范围广。该实用新型可以广泛应用于螺栓在线检测领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及螺栓在线检测领域，尤其涉及一种基于电磁超声技术的螺栓在线检测报警系统。
背景技术
目前各大型电厂及化工厂等高温高压部件的紧固件均使用M32以上规格的合金螺栓，如果螺栓出现问题而未被及时发现并处理，则可能会产生重大事故。目前常用检测方法是在停机检修时期，利用脉冲反射法超声探伤方式，对螺栓内部进行检测，该方式存在以下问题，1、检测时，测试工件表面需涂耦合剂；2、探头无法自动附着在检测部件上，限制了可检查的条件与时机。
而且，螺栓经常应用在高温工况中，外表面均有保温材料覆盖，在机组正常运行时，一般无法肉眼看到螺栓的运行健康情况，同时因为其工况较恶劣，探伤人员也无法对螺栓进行在线检测，如果停机检测则会影响生产。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例的目的是提供一种基于电磁超声技术的螺栓在线检测报警系统。该检测报警系统能够实现在线检测螺栓的健康状态及预警而且使用范围广。
本实用新型实施例提供了一种基于电磁超声技术的螺栓在线检测报警系统，包括电磁超声仪及报警装置，所述电磁超声仪包括电磁超声高温探头、信号发生装置、信号接收装置、信号放大装置、示波器及处理器，所述电磁超声高温探头的一端用于连接待检测螺栓，所述电磁超声高温探头的另一端连接所述信号发生装置及所述信号接收装置，所述信号接收装置连接所述信号放大装置，所述信号发生装置连接所述示波器及处理器，所述处理器连接所述报警装置。
优选地，所述报警装置包括蜂鸣报警器及发光二极管，所述蜂鸣报警器及所述发光二极管均与所述处理器连接。优选地，所述发光二极管至少包括红色发光二极管或黄色发光二极管中的一种。
优选地，所述系统还包括分屏装置，所述分屏装置连接所述信号放大装置及所述示波器。
优选地，所述电磁超声仪包括壳体及显示屏，所述壳体与所述显示屏连接以形成密闭空间。
优选地，所述信号发生装置、所述信号接收装置、所述信号放大装置及所述处理器位于所述密闭空间内部。
优选地，所述电磁超声高温探头通过导线连接所述信号发生装置及所述信号接收装置，且所述电磁超声高温探头位于所述密闭空间的外部。
实施本实用新型实施例包括以下有益效果：本实用新型通过电磁超声仪产生超声波对待检测螺栓进行高温检测，根据接收反射的超声波检测螺栓的运行健康状态，同时通过报警装置进行预警。该实用新型由洛伦兹力直接引发试件内部质点的高频振动，并以波的形式向外传播，无需在检测工件表面涂耦合剂即可完成超声波的发射与接收，简化了检测流程且节约成本；另外，电磁超声探头是由永磁体及线圈等部件组成，可直接吸附在螺栓端面，减少人工干预，实现无人在线检测。
附图说明
图1是本实用新型提供的一种基于电磁超声技术的螺栓在线检测报警系统的结构框图；
图2是电磁超声换能器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
如图1所示，一种基于电磁超声技术的螺栓在线检测报警系统，包括电磁超声仪及报警装置，所述电磁超声仪包括电磁超声高温探头S200、信号发生装置、信号接收装置、信号放大装置、示波器及处理器，所述电磁超声高温探头的一端用于连接所述待检测螺栓S100，所述电磁超声高温探头的另一端连接所述信号发生装置及所述信号接收装置，所述信号接收装置连接所述信号放大装置，所述信号发生装置连接所述示波器及处理器，所述处理器连接所述报警装置。
电磁超声换能器(Electromagnetic Acoustic Transducer，简称EMAT)为电磁超声仪的核心部件，如图2所示，典型的EMAT包括永磁铁S300、螺旋线圈S400和试件S500三个部分。其中，螺旋线圈S400位于永磁铁S300和试件S500之间。在非铁磁性材料中，EMAT的换能机理为洛伦兹力机理；而在铁磁材料中，洛伦兹力、磁致伸缩力和磁化力三种机理将共同作用，完成超声波的发射和接收。下面以洛伦兹力机理为例简介EMAT的工作原理，通以交变电流的螺旋线圈S400置于试件S500表面时，螺旋线圈S400将在试件S500表层感生出涡流；涡流与永磁铁S300产生的静磁场相互作用，就会产生洛伦兹力；洛伦兹力将引发试件内部质点的高频振动，这种振动以波的形式向外传播，就完成了超声波的发射；通过控制螺旋线圈S400及永磁铁S300的结构和参数，就可以方便地激发出多种类型的超声波。电磁超声的接收是发射的逆过程。
具体地，电磁超声仪通过电缆连接电磁超声高温探头的一端，电磁超声高温探头的另一端连接待检测螺栓，电磁超声仪的信号发生装置通过电磁超声高温探头产出超声波，超声波经过待检测螺栓反射后由信号接收装置接收，并由信号放大装置放大，放大后的信号传输给示波器和处理器，示波器显示放大后的信号以供检测人员观测待检测螺栓的运行健康状态，处理器接收的放大信号确定是否启动报警装置，以引起检测人员的注意并采取对应措施。
实施本实用新型实施例包括以下有益效果：本实用新型通过电磁超声仪产生超声波对待检测螺栓进行高温检测，根据接收反射的超声波检测螺栓的运行健康状态，同时通过报警装置进行预警。该实用新型由洛伦兹力直接引发试件内部质点的高频振动，并以波的形式向外传播，无需在检测工件表面涂耦合剂即可完成超声波的发射与接收，简化了检测流程且节约成本；另外，电磁超声探头是由永磁体及线圈等部件组成，可直接吸附在螺栓端面，减少人工干预，实现无人在线检测。
优选地，所述报警装置包括蜂鸣报警器及发光二极管，所述蜂鸣报警器及所述发光二极管均与所述处理器连接。
优选地，所述发光二极管至少包括红色发光二极管或黄色发光二极管中的一种。
具体地，当所述信号放大装置输出的信号达到系统预设的告警值，则所述处理器启动所述报警装置。所述告警值包括第一告警值和第二告警值。
在具体实施例中，可将有缺陷试件螺栓，例如断裂螺栓，检测到的反射超声波设置为满屏高度，将满屏高度的20％设为第一告警值，将满屏高度的80％设为第二告警值。当检测到的螺栓反射波达到第一告警值，则螺栓有出现问题的倾向，需要引起注意；当检测到的螺栓反射波在第一告警值和第二告警值之间，则需要根据实际使用情况尽快制定检修计划，对该螺栓进行综合寿命分析，重新评估其使用期限；当检测到的螺栓反射波超过第二告警值时，则立即停机检修，以免造成重大事故。
在一种可选的实施例中，当所述信号放大装置输出的信号达到系统预设的第一告警值，则启动所述发光二极管或所述蜂鸣报警器；当所述信号放大装置输出的信号达到系统预设的第二告警值则启动所述蜂鸣报警器或所述发光二极管。
在另一种可选的实施例中，当所述信号放大装置输出的信号达到系统预设的第一告警值，则启动所述发光二极管或所述蜂鸣报警器；当所述信号放大装置输出的信号达到系统预设的第二告警值则启动所述蜂鸣报警器和所述发光二极管。
上述实施例可以理解为，当放大的信号超过第一告警值，启动其中报警装置中的一个报警部件；当放大的信号超过第二告警值，启动其中报警装置中的另一个报警部件或者全部启动。
优选地，所述系统还包括分屏装置，所述分屏装置连接所述信号放大装置及所述示波器。
具体地，当系统采用两个及以上的电磁超声高温探头时，则启动分屏装置，将示波器屏幕分成多个小屏幕。即当有两个及以上的待检测螺栓时，为同时实现在线检测及观察，系统采用分屏装置，将多个检测结果同时显示在示波器上方便观测。同时，屏幕上还可以设置声程及闸门，声程用于设置反射波的相关参数，例如反射波随螺栓深度的变化等，闸门用于获取反射波局部的放大参数。
优选地，所述电磁超声仪包括壳体及显示屏，所述壳体与所述显示屏连接以形成密闭空间。
优选地，所述信号发生装置、所述信号接收装置、所述信号放大装置及所述处理器位于所述密闭空间内部。
优选地，所述电磁超声高温探头通过导线连接所述信号发生装置及所述信号接收装置，且所述电磁超声高温探头位于所述密闭空间的外部。
具体地，电磁超声仪的电磁超声高温探头通过导线与电磁超声仪内部的信号发生装置和信号接收装置连接，方便远距离及特殊环境的高温电磁检测；除电磁超声高温探头外，电磁超声仪的其它组成部件均安装在壳体及显示屏形成的密闭空间的内部，方便携带及位置的移动。
上述的基于电磁超声技术的螺栓在线检测报警系统，工作过程如下：首先给系统安装检测探头，调试探头的曲线，并按照相应的检测标准设置预警值和报警值；当缺陷信号达到预警值时，即缺陷信号在第一告警值和第二告警值之间，根据缺陷发展速度及计划检修情况安排检修或更换；当缺陷信号达到报警值，即缺陷信号超过第二告警值，则建议更换。系统在重新使用前，需要安装检测探头并进行调试。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种基于电磁超声技术的螺栓在线检测报警系统，其特征在于，包括电磁超声仪及报警装置，所述电磁超声仪包括电磁超声高温探头、信号发生装置、信号接收装置、信号放大装置、示波器及处理器，所述电磁超声高温探头的一端用于连接待检测螺栓，所述电磁超声高温探头的另一端连接所述信号发生装置及所述信号接收装置，所述信号接收装置连接所述信号放大装置，所述信号发生装置连接所述示波器及处理器，所述处理器连接所述报警装置。
2.根据权利要求1所述的基于电磁超声技术的螺栓在线检测报警系统，其特征在于，所述报警装置包括蜂鸣报警器及发光二极管，所述蜂鸣报警器及所述发光二极管均与所述处理器连接。
3.根据权利要求2所述的基于电磁超声技术的螺栓在线检测报警系统，其特征在于，所述发光二极管至少包括红色发光二极管和黄色发光二极管中的一种。
4.根据权利要求3所述的基于电磁超声技术的螺栓在线检测报警系统，其特征在于，所述系统还包括分屏装置，所述分屏装置连接所述信号放大装置及所述示波器。
5.根据权利要求1所述的基于电磁超声技术的螺栓在线检测报警系统，其特征在于，所述电磁超声仪包括壳体及显示屏，所述壳体与所述显示屏连接以形成密闭空间。
6.根据权利要求5所述的基于电磁超声技术的螺栓在线检测报警系统，其特征在于，所述信号发生装置、所述信号接收装置、所述信号放大装置及所述处理器位于所述密闭空间内部。
7.根据权利要求6所述的基于电磁超声技术的螺栓在线检测报警系统，其特征在于，所述电磁超声高温探头通过导线连接所述信号发生装置及所述信号接收装置，且所述电磁超声高温探头位于所述密闭空间的外部。
Priority Applications (1)
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| CN201921984342.6U CN211043249U (zh) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | 一种基于电磁超声技术的螺栓在线检测报警系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113155978A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-07-23 | 苏州博昇科技有限公司 | 电磁超声探头定位放置装置 |
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2019
- 2019-11-15 CN CN201921984342.6U patent/CN211043249U/zh active Active
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