CN212228807U - 管道漏磁检测装置的传感探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种管道漏磁检测装置的传感探头，包括电源模块、单片机模块、串口模块、至少两个3D霍尔传感器、至少两个涡流检测芯片和与涡流检测芯片对应的线圈单元，所述3D霍尔传感器连接于一PCB基板的一侧表面，所述涡流检测芯片连接于此PCB基板的另一侧表面，并与PCB基板电导通，所述线圈单元内置于一第二PCB板内，此第二PCB板设置于PCB基板相背于涡流检测芯片的一侧，每个所述线圈单元的两端均自第二PCB板的一个端面中伸出，并与PCB基板的端面焊接连接。本实用新型可以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。

Description

管道漏磁检测装置的传感探头

技术领域

本实用新型涉及一种管道漏磁检测装置的传感探头，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管道漏磁检测装置的传感探头，该管道漏磁检测装置的传感探头可以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。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种管道漏磁检测装置的传感探头，包括电源模块、单片机模块、串口模块、至少两个3D霍尔传感器、至少两个涡流检测芯片和与涡流检测芯片对应的线圈单元；

所述电源模块，用于给单片机模块、3D霍尔传感器和涡流检测芯片供电；

所述3D霍尔传感器与单片机模块通信连接，用于感应耦合有管道内壁、外壁缺陷数据的，X、Y、Z三个方向上的磁场的强度，并将获得的磁场强度的模拟信号转换为数字信号，传输至单片机模块；

所述线圈单元，用于感应耦合有管道内壁缺陷数据的磁场变化，并产生相应的阻抗变化；

所述涡流检测芯片，用于感应线圈单元的阻抗变化，生成耦合有管道内壁缺陷数据的数字信号，传输至单片机模块；

所述单片机模块，用于接收来自3D霍尔传感器和涡流检测芯片的耦合有管道内壁缺陷数据的数字信号，并对获取的信息进行处理、整合，生成统一格式的、耦合有管道内壁缺陷数据的管道缺陷信息，通过串口模块输出；

所述串口模块，用于将单片机模块生成管道缺陷信息输出至存储模块或处理模块；

所述3D霍尔传感器连接于一PCB基板的一侧表面，所述涡流检测芯片连接于此PCB基板的另一侧表面，并与PCB基板电导通，所述线圈单元内置于一第二PCB板内，此第二PCB板设置于PCB基板相背于涡流检测芯片的一侧；

每个所述线圈单元的两端均自第二PCB板的一个端面中伸出，并与PCB基板的端面焊接连接。

上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1. 上述方案中，所述单片机模块包括型号为SMT32L431的单片机芯片。

2. 上述方案中，所述3D霍尔传感器与单片机模块之间通过IIC协议通信连接。

3. 上述方案中，所述涡流检测芯片与单片机模块之间通过SPI协议通信连接。

4. 上述方案中，所述PCB基板、第二PCB板、3D霍尔传感器和涡流检测芯片外侧包覆有一环氧树脂层。

5. 上述方案中，远离线圈单元伸出端的所述第二PCB板的另一个端面与PCB基板通过焊接连接。

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、本实用新型管道漏磁检测装置的传感探头，其既可以检测管道缺陷的大小，又可以判断出缺陷在管道内壁或外壁，从而可以在提高检测精度的同时减半探头的使用数量，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。

2、本实用新型管道漏磁检测装置的传感探头，其每个所述线圈单元的两端均自第二PCB板的一个端面中伸出，并与PCB基板的端面焊接连接，通过在两个PCB板的端面焊接的方式，既实现了对对两块PCB板的固定连接，又实现了感应线圈与涡流检测芯片之间的通信连接，且避免在两块PCB板连接的表面铺设导通金属对线圈产生的干扰，从而避免信号衰减与损失，提高涡流检测芯片的检测精度和灵敏性，还可以减薄探头整体的厚度；另外，其远离线圈单元伸出端的所述第二PCB板的另一个端面与PCB基板通过焊接连接，对PCB板的另一端进行焊接固定，实现对PCB板的两端固定，提高PCB板之间连接的稳定性和结构强度，从而保证探头测试精度的稳定性。

附图说明

附图1为本实用新型管道漏磁检测装置的传感探头功能框图；

附图2为本实用新型管道漏磁检测装置的传感探头的局部结构示意图；

附图3为本实用新型管道漏磁检测装置的传感探头的局部结构剖视图。

以上附图中：1、电源模块；2、单片机模块；3、串口模块；4、3D霍尔传感器；5、涡流检测芯片；6、线圈单元；7、PCB基板；8、第二PCB板；9、第一连接柱；10、第二连接柱。

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1：一种管道漏磁检测装置的传感探头，包括电源模块1、单片机模块2、串口模块3、至少两个3D霍尔传感器4、至少两个涡流检测芯片5和与涡流检测芯片5对应的线圈单元6；

所述电源模块1，用于给单片机模块2、3D霍尔传感器4和涡流检测芯片5供电；

所述3D霍尔传感器4与单片机模块2通信连接，用于感应耦合有管道内壁、外壁缺陷数据的，X、Y、Z三个方向上的磁场的强度，并将获得的磁场强度的模拟信号转换为数字信号，传输至单片机模块2；

所述线圈单元6，用于感应耦合有管道内壁缺陷数据的磁场变化，并产生相应的阻抗变化；

所述涡流检测芯片5，用于感应线圈单元6的阻抗变化，生成耦合有管道内壁缺陷数据的数字信号，传输至单片机模块2；

所述单片机模块2，用于接收来自3D霍尔传感器4和涡流检测芯片5的耦合有管道内壁缺陷数据的数字信号，并对获取的信息进行处理、整合，生成统一格式的、耦合有管道内壁缺陷数据的管道缺陷信息，通过串口模块3输出；

所述串口模块3，用于将单片机模块2生成管道缺陷信息输出至存储模块或处理模块；

所述3D霍尔传感器4连接于一PCB基板7的一侧表面，所述涡流检测芯片5连接于此PCB基板7的另一侧表面，并与PCB基板7电导通，所述线圈单元6内置于一第二PCB板8内，此第二PCB板8设置于PCB基板7相背于涡流检测芯片5的一侧；

每个所述线圈单元6的两端均自第二PCB板8的一个端面中伸出，并与PCB基板7的端面焊接连接，形成第一连接柱9。

上述PCB基板7、第二PCB板8、3D霍尔传感器4和涡流检测芯片5外侧包覆有一环氧树脂层；远离线圈单元6伸出端的上述第二PCB板8的另一个端面与PCB基板7通过焊接连接，形成第二连接柱10。

实施例2：一种管道漏磁检测装置的传感探头，包括电源模块1、单片机模块2、串口模块3、至少两个3D霍尔传感器4、至少两个涡流检测芯片5和与涡流检测芯片5对应的线圈单元6；

所述电源模块1，用于给单片机模块2、3D霍尔传感器4和涡流检测芯片5供电；

所述3D霍尔传感器4与单片机模块2通信连接，用于感应耦合有管道内壁、外壁缺陷数据的，X、Y、Z三个方向上的磁场的强度，并将获得的磁场强度的模拟信号转换为数字信号，传输至单片机模块2；

所述线圈单元6，用于感应耦合有管道内壁缺陷数据的磁场变化，并产生相应的阻抗变化；

所述涡流检测芯片5，用于感应线圈单元6的阻抗变化，生成耦合有管道内壁缺陷数据的数字信号，传输至单片机模块2；

所述单片机模块2，用于接收来自3D霍尔传感器4和涡流检测芯片5的耦合有管道内壁缺陷数据的数字信号，并对获取的信息进行处理、整合，生成统一格式的、耦合有管道内壁缺陷数据的管道缺陷信息，通过串口模块3输出；

所述串口模块3，用于将单片机模块2生成管道缺陷信息输出至存储模块或处理模块；

所述3D霍尔传感器4连接于一PCB基板7的一侧表面，所述涡流检测芯片5连接于此PCB基板7的另一侧表面，并与PCB基板7电导通，所述线圈单元6内置于一第二PCB板8内，此第二PCB板8设置于PCB基板7相背于涡流检测芯片5的一侧；

每个所述线圈单元6的两端均自第二PCB板8的一个端面中伸出，并与PCB基板7的端面焊接连接。

上述单片机模块2包括型号为SMT32L431的单片机芯片；上述3D霍尔传感器4与单片机模块2之间通过IIC协议通信连接；上述涡流检测芯片5与单片机模块2之间通过SPI协议通信连接。

采用上述管道漏磁检测装置的传感探头，其既可以检测管道缺陷的大小，又可以判断出缺陷在管道内壁或外壁，从而可以在提高检测精度的同时减半探头的使用数量，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；

通过在两个PCB板的端面焊接的方式，既实现了对对两块PCB板的固定连接，又实现了感应线圈与涡流检测芯片之间的通信连接，且避免在两块PCB板连接的表面铺设导通金属对线圈产生的干扰，从而避免信号衰减与损失，提高涡流检测芯片的检测精度和灵敏性，还可以减薄探头整体的厚度；

对PCB板的另一端进行焊接固定，实现对PCB板的两端固定，提高PCB板之间连接的稳定性和结构强度，从而保证探头测试精度的稳定性。

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 (6)

1.一种管道漏磁检测装置的传感探头，其特征在于：包括电源模块（1）、单片机模块（2）、串口模块（3）、至少两个3D霍尔传感器（4）、至少两个涡流检测芯片（5）和与涡流检测芯片（5）对应的线圈单元（6）；

所述电源模块（1），用于给单片机模块（2）、3D霍尔传感器（4）和涡流检测芯片（5）供电；

所述3D霍尔传感器（4）与单片机模块（2）通信连接，用于感应耦合有管道内壁、外壁缺陷数据的，X、Y、Z三个方向上的磁场的强度，并将获得的磁场强度的模拟信号转换为数字信号，传输至单片机模块（2）；

所述线圈单元（6），用于感应耦合有管道内壁缺陷数据的磁场变化，并产生相应的阻抗变化；

所述涡流检测芯片（5），用于感应线圈单元（6）的阻抗变化，生成耦合有管道内壁缺陷数据的数字信号，传输至单片机模块（2）；

所述单片机模块（2），用于接收来自3D霍尔传感器（4）和涡流检测芯片（5）的耦合有管道内壁缺陷数据的数字信号，并对获取的信息进行处理、整合，生成统一格式的、耦合有管道内壁缺陷数据的管道缺陷信息，通过串口模块（3）输出；

所述串口模块（3），用于将单片机模块（2）生成管道缺陷信息输出至存储模块或处理模块；

所述3D霍尔传感器（4）连接于一PCB基板（7）的一侧表面，所述涡流检测芯片（5）连接于此PCB基板（7）的另一侧表面，并与PCB基板（7）电导通，所述线圈单元（6）内置于一第二PCB板（8）内，此第二PCB板（8）设置于PCB基板（7）相背于涡流检测芯片（5）的一侧；

每个所述线圈单元（6）的两端均自第二PCB板（8）的一个端面中伸出，并与PCB基板（7）的端面焊接连接。

2.根据权利要求1所述的管道漏磁检测装置的传感探头，其特征在于：所述单片机模块（2）包括型号为SMT32L431的单片机芯片。

3.根据权利要求1所述的管道漏磁检测装置的传感探头，其特征在于：所述3D霍尔传感器（4）与单片机模块（2）之间通过IIC协议通信连接。

4.根据权利要求1所述的管道漏磁检测装置的传感探头，其特征在于：所述涡流检测芯片（5）与单片机模块（2）之间通过SPI协议通信连接。

5.根据权利要求1所述的管道漏磁检测装置的传感探头，其特征在于：所述PCB基板（7）、第二PCB板（8）、3D霍尔传感器（4）和涡流检测芯片（5）外侧包覆有一环氧树脂层。

6.根据权利要求1~5中任意一项所述的管道漏磁检测装置的传感探头，其特征在于：远离线圈单元（6）伸出端的所述第二PCB板（8）的另一个端面与PCB基板（7）通过焊接连接。

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