CN212228806U - 高灵敏度管道缺陷检测探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高灵敏度管道缺陷检测探头，包括弹性支架和安装于弹性支架上的检测探头，所述弹性支架包括平行设置的第一支撑条、第二支撑条和连接所述第一支撑条、第二支撑条的底支撑条，所述第一支撑条与底支撑条连接的拐角处开有一第一弧形槽，此第一弧形槽开设于第一支撑条、底支撑条与第二支撑条、检测探头相对的内表面上，所述检测探头进一步包括PCB基板、至少两个霍尔元件和至少两个涡流检测芯片，所述霍尔元件连接于PCB基板的一侧表面，所述涡流检测芯片连接于PCB基板的另一侧表面。本实用新型使得探头在在长时间使用后依然可以保证与管道内壁的紧密贴合，保证检测精度和稳定性。

Description

高灵敏度管道缺陷检测探头

技术领域

本实用新型涉及一种高灵敏度管道缺陷检测探头，属于管道检测技术领域。

背景技术

油气管道长时间运行会因腐蚀、机械破坏、地质破坏及管材自身缺陷等发生失效，严重时将导致火灾、爆炸、中毒，影响周边环境及人民群众的生命安全。油气管道大多埋藏于地下且输送距离较长，利用漏磁腐蚀检测器对管道进行在线检测，对保障管道连续输送、防止管道破坏事件的发生具有重要意义。

管道漏磁腐蚀检测器一般由驱动节、磁铁、支撑、里程测量、探头机构、电池及电子记录部件等组成，其中，探头机构是检测器的重要组成部分，管道漏磁腐蚀检测器利用探头机构对管道进行在线检测，拾取管道腐蚀缺陷的漏磁场，以此确定管道的腐蚀缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高灵敏度管道缺陷检测探头，该高灵敏度管道缺陷检测探头在长时间使用后依然可以保证与管道内壁的紧密贴合，保证检测精度和稳定性。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种高灵敏度管道缺陷检测探头，包括弹性支架和安装于弹性支架上的检测探头，所述弹性支架包括平行设置的第一支撑条、第二支撑条和连接所述第一支撑条、第二支撑条的底支撑条，所述第一支撑条、第二支撑条各自的下端与底支撑条连接，且此第一支撑条、第二支撑条各自与底支撑条之间呈倾斜设置，所述检测探头的两端分别与第一支撑条、第二支撑条各自的上端连接；

所述第一支撑条与底支撑条连接的拐角处开有一第一弧形槽，此第一弧形槽开设于第一支撑条、底支撑条与第二支撑条、检测探头相对的内表面上；

所述检测探头进一步包括PCB基板、至少两个霍尔元件和至少两个涡流检测芯片，所述霍尔元件连接于PCB基板的一侧表面，所述涡流检测芯片连接于PCB基板的另一侧表面；

相背于涡流检测芯片的PCB基板的一侧设置有一第二PCB板，此第二PCB板内设置有至少两个与涡流检测芯片对应的感应线圈组，此感应线圈组由至少两层沿第二PCB板厚度方向叠置的线圈串联而成，所述感应线圈组的两端分别与涡流检测芯片电连接，所述PCB基板、第二PCB板、霍尔元件和涡流检测芯片外侧包覆有一环氧树脂层。

上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1. 上述方案中，所述第一支撑条内表面上还开有一第二弧形槽。

2. 上述方案中，所述第二弧形槽靠近第一支撑条与检测探头的连接处。

3. 上述方案中，所述检测探头与底支撑条相背的表面上连接有一材质为氧化铬陶瓷的耐磨层。

4. 上述方案中，所述第一支撑条、第二支撑条与底支撑条之间的夹角为30°~60°。

5. 上述方案中，所述霍尔元件的数目为4个。

6. 上述方案中，所述霍尔元件为3D霍尔传感器。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、本实用新型高灵敏度管道缺陷检测探头，其第一支撑条、第二支撑条各自的下端与底支撑条连接，且此第一支撑条、第二支撑条各自与底支撑条之间呈倾斜设置，所述检测探头的两端分别与第一支撑条、第二支撑条各自的上端连接，两个倾斜设置的支撑条与底支撑条、检测探头围成一平行四边形，可以使得探头的上表面与待测试的管道内壁始终保持过盈而又不会损坏探头，即探头与管道内壁始终保持紧密贴合状态，从而保证探头内传感器的检测精度；进一步的，其第一支撑条与底支撑条连接的拐角处开有一第一弧形槽，此第一弧形槽开设于第一支撑条、底支撑条与第二支撑条、检测探头相对的内表面上，当弹性支架在管道内被挤压时，第一弧形槽形成一缓冲区，避免弹性支架被急剧挤压时产生的应力过大、过于集中而导致支架局部断裂或者超过屈服强度而使得支架无法回弹等情况，使得探头在在长时间使用后依然可以保证与管道内壁的紧密贴合，保证检测精度和稳定性；另外，检测探头与底支撑条相背的表面上连接有一材质为氧化铬陶瓷的耐磨层，陶瓷耐磨层的设置，既不会对线圈、涡流检测芯片产生干扰影响，又可以保护探头不受磨损，延长探头的使用寿命、保证探头的测试精度与稳定性。

2、本实用新型高灵敏度管道缺陷检测探头，其检测探头进一步包括PCB基板、至少两个霍尔元件和至少两个涡流检测芯片，所述霍尔元件连接于PCB基板的一侧表面，所述涡流检测芯片连接于PCB基板的另一侧表面，相背于涡流检测芯片的PCB基板的一侧设置有一第二PCB板，此第二PCB板内设置有至少两个与涡流检测芯片对应的感应线圈组，将涡流检测模块与漏磁检测模块设置于同一个探头单元上，使得每个探头既可以检测管道缺陷的大小，又可以同时判断出缺陷在管道内壁或外壁，还可以在提高检测精度的同时减半探头的使用数量，从而大大减小使用本发明探头的设备的尺寸，使得设备在管道内的运行更灵活、过弯道能力更强、稳定性高、运行风险小；进一步的，感应线圈组由至少两层沿第二PCB板厚度方向叠置的线圈串联而成，通过多层线圈的设置，增强了对微小磁场变化的感应能力，提高了检测的精度和灵敏度。

附图说明

附图1为本实用新型高灵敏度管道缺陷检测探头结构示意图；

附图2为本实用新型管道缺陷检测探头中检测探头局部结构示意图；

附图3为本实用新型管道缺陷检测探头中检测探头局部结构剖视图。

以上附图中：1、PCB基板；2、霍尔元件；3、涡流检测芯片；4、第二PCB板；5、感应线圈组；11、弹性支架；12、检测探头；13、第一支撑条；14、第二支撑条；15、底支撑条；16、耐磨层；17、第一弧形槽；18、第二弧形槽。

具体实施方式

在本专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利的具体含义。

实施例1：一种高灵敏度管道缺陷检测探头，包括弹性支架11和安装于弹性支架11上的检测探头12，所述弹性支架11包括平行设置的第一支撑条13、第二支撑条14和连接所述第一支撑条13、第二支撑条14的底支撑条15，所述第一支撑条13、第二支撑条14各自的下端与底支撑条15连接，且此第一支撑条13、第二支撑条14各自与底支撑条15之间呈倾斜设置，所述检测探头12的两端分别与第一支撑条13、第二支撑条14各自的上端连接；

所述第一支撑条13与底支撑条15连接的拐角处开有一第一弧形槽17，此第一弧形槽17开设于第一支撑条13、底支撑条15与第二支撑条14、检测探头12相对的内表面上；

所述检测探头12进一步包括PCB基板1、至少两个霍尔元件2和至少两个涡流检测芯片3，所述霍尔元件2连接于PCB基板1的一侧表面，所述涡流检测芯片3连接于PCB基板1的另一侧表面；

相背于涡流检测芯片3的PCB基板1的一侧设置有一第二PCB板4，此第二PCB板4内设置有至少两个与涡流检测芯片3对应的感应线圈组5，此感应线圈组5由至少两层沿第二PCB板4厚度方向叠置的线圈串联而成，所述感应线圈组5的两端分别与涡流检测芯片3电连接，所述PCB基板1、第二PCB板4、霍尔元件2和涡流检测芯片3外侧包覆有一环氧树脂层。

上述第一支撑条13内表面上还开有一第二弧形槽18；上述第二弧形槽18靠近第一支撑条13与检测探头12的连接处；上述第一支撑条13、第二支撑条14与底支撑条15之间的夹角为560°；上述霍尔元件2的数目为4个；

对于单一的感应线圈组5，各个线圈层之间通过线圈内的过孔进行连接，四层线圈，上面两层一组，下面两层一组，每组用一个过孔连接；

对于四个感应线圈组5，每个感应线圈组5对应一颗涡流检测芯片3；

每个感应线圈组5整体与PCB基板1的通过半圆形孔以焊接的方式连接。

实施例2：一种高灵敏度管道缺陷检测探头，包括弹性支架11和安装于弹性支架11上的检测探头12，所述弹性支架11包括平行设置的第一支撑条13、第二支撑条14和连接所述第一支撑条13、第二支撑条14的底支撑条15，所述第一支撑条13、第二支撑条14各自的下端与底支撑条15连接，且此第一支撑条13、第二支撑条14各自与底支撑条15之间呈倾斜设置，所述检测探头12的两端分别与第一支撑条13、第二支撑条14各自的上端连接；

所述第一支撑条13与底支撑条15连接的拐角处开有一第一弧形槽17，此第一弧形槽17开设于第一支撑条13、底支撑条15与第二支撑条14、检测探头12相对的内表面上；

所述检测探头12进一步包括PCB基板1、至少两个霍尔元件2和至少两个涡流检测芯片3，所述霍尔元件2连接于PCB基板1的一侧表面，所述涡流检测芯片3连接于PCB基板1的另一侧表面；

相背于涡流检测芯片3的PCB基板1的一侧设置有一第二PCB板4，此第二PCB板4内设置有至少两个与涡流检测芯片3对应的感应线圈组5，此感应线圈组5由至少两层沿第二PCB板4厚度方向叠置的线圈串联而成，所述感应线圈组5的两端分别与涡流检测芯片3电连接，所述PCB基板1、第二PCB板4、霍尔元件2和涡流检测芯片3外侧包覆有一环氧树脂层。

上述检测探头12与底支撑条15相背的表面上连接有一材质为氧化铬陶瓷的耐磨层16；上述第一支撑条13、第二支撑条14与底支撑条15之间的夹角为40°；上述霍尔元件2为3D霍尔传感器。

采用上述高灵敏度管道缺陷检测探头，其两个倾斜设置的支撑条与底支撑条、检测探头围成一平行四边形，可以使得探头的上表面与待测试的管道内壁始终保持过盈而又不会损坏探头，即探头与管道内壁始终保持紧密贴合状态，从而保证探头内传感器的检测精度；

进一步的，当弹性支架在管道内被挤压时，第一弧形槽形成一缓冲区，避免弹性支架被急剧挤压时产生的应力过大、过于集中而导致支架局部断裂或者超过屈服强度而使得支架无法回弹等情况，使得探头在在长时间使用后依然可以保证与管道内壁的紧密贴合，保证检测精度和稳定性；

另外，陶瓷耐磨层的设置，既不会对线圈、涡流检测芯片产生干扰影响，又可以保护探头不受磨损，延长探头的使用寿命、保证探头的测试精度与稳定性；

另外，将涡流检测模块与漏磁检测模块设置于同一个探头单元上，使得每个探头既可以检测管道缺陷的大小，又可以同时判断出缺陷在管道内壁或外壁，还可以在提高检测精度的同时减半探头的使用数量，从而大大减小使用本发明探头的设备的尺寸，使得设备在管道内的运行更灵活、过弯道能力更强、稳定性高、运行风险小；

进一步的，通过多层线圈的设置，增强了对微小磁场变化的感应能力，提高了检测的精度和灵敏度。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高灵敏度管道缺陷检测探头，其特征在于：包括弹性支架（11）和安装于弹性支架（11）上的检测探头（12），所述弹性支架（11）包括平行设置的第一支撑条（13）、第二支撑条（14）和连接所述第一支撑条（13）、第二支撑条（14）的底支撑条（15），所述第一支撑条（13）、第二支撑条（14）各自的下端与底支撑条（15）连接，且此第一支撑条（13）、第二支撑条（14）各自与底支撑条（15）之间呈倾斜设置，所述检测探头（12）的两端分别与第一支撑条（13）、第二支撑条（14）各自的上端连接；

所述第一支撑条（13）与底支撑条（15）连接的拐角处开有一第一弧形槽（17），此第一弧形槽（17）开设于第一支撑条（13）、底支撑条（15）与第二支撑条（14）、检测探头（12）相对的内表面上；

所述检测探头（12）进一步包括PCB基板（1）、至少两个霍尔元件（2）和至少两个涡流检测芯片（3），所述霍尔元件（2）连接于PCB基板（1）的一侧表面，所述涡流检测芯片（3）连接于PCB基板（1）的另一侧表面；

相背于涡流检测芯片（3）的PCB基板（1）的一侧设置有一第二PCB板（4），此第二PCB板（4）内设置有至少两个与涡流检测芯片（3）对应的感应线圈组（5），此感应线圈组（5）由至少两层沿第二PCB板（4）厚度方向叠置的线圈串联而成，所述感应线圈组（5）的两端分别与涡流检测芯片（3）电连接，所述PCB基板（1）、第二PCB板（4）、霍尔元件（2）和涡流检测芯片（3）外侧包覆有一环氧树脂层。

2.根据权利要求1所述的高灵敏度管道缺陷检测探头，其特征在于：所述第一支撑条（13）内表面上还开有一第二弧形槽（18）。

3.根据权利要求2所述的高灵敏度管道缺陷检测探头，其特征在于：所述第二弧形槽（18）靠近第一支撑条（13）与检测探头（12）的连接处。

4.根据权利要求1所述的高灵敏度管道缺陷检测探头，其特征在于：所述检测探头（12）与底支撑条（15）相背的表面上连接有一材质为氧化铬陶瓷的耐磨层（16）。

5.根据权利要求1所述的高灵敏度管道缺陷检测探头，其特征在于：所述第一支撑条（13）、第二支撑条（14）与底支撑条（15）之间的夹角为30°~60°。

6.根据权利要求1所述的高灵敏度管道缺陷检测探头，其特征在于：所述霍尔元件（2）的数目为4个。

7.根据权利要求1所述的高灵敏度管道缺陷检测探头，其特征在于：所述霍尔元件（2）为3D霍尔传感器。

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