單一線圈電磁諧振檢測金屬管道損傷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無損檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種檢測金屬管道損傷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前金屬管道損傷檢測主要采用的方法有:漏磁檢測方法，通常對鐵磁性管道進(jìn)行勵磁，通過檢測管道的漏磁信號對管道損傷進(jìn)行檢測，存在的問題是僅對于鐵磁性管道有效，且對管道軸向裂紋損傷需要設(shè)計(jì)特殊的勵磁結(jié)構(gòu)才能獲得較理想的檢測結(jié)果。傳統(tǒng)的渦流檢測方法，通常由換能器、激勵線圈、檢測線圈、信號調(diào)理電路等組成，檢測過程中需要較大的激勵信號源，且檢測信號獲取，分析處理過程較為復(fù)雜。
[0003]當(dāng)前技術(shù)中無論采用漏磁檢測還是渦流檢測都存在的問題是整個(gè)檢測系統(tǒng)比較復(fù)雜，難以到達(dá)便攜在線檢測很好的應(yīng)用，同時(shí)對于軸向裂紋檢測效果并不理想，需要合理設(shè)計(jì)檢測系統(tǒng)才能達(dá)到較好檢測效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中問題，本發(fā)明提出了一種采用單一線圈電磁諧振檢測金屬管道損傷的方法，通過檢測線圈電感值的變化來定性和定量分析管道損傷的類型、位置、深度和寬度。本發(fā)明的方法對于非鐵磁性金屬管道仍然有效，保證適用范圍的廣泛性；檢測線圈可以采用非接觸式檢測，可以適用于粉塵、污垢、油污等惡劣環(huán)境；檢測系統(tǒng)以單一線圈為傳感器，檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉；克服目前金屬管道損傷檢測中，檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)據(jù)處理過程繁瑣，對軸向裂縫檢測效果不理想等問題。
[0005]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種單一線圈電磁諧振檢測金屬管道損傷的方法，應(yīng)用于采用單一線圈電磁諧振檢測金屬管道損傷的檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括檢測線圈、電容、電磁諧振測量電路、信號傳輸電路和損傷報(bào)警或信號顯示分析終端；所述管道穿過繞制的所述線圈，將所述線圈和電容并聯(lián)構(gòu)成LC諧振電路，所述電感諧振測量電路檢測所述LC諧振電路中的檢測線圈的電感值變化，將所述電感值變化通過所述信號傳輸電路傳輸?shù)綋p傷報(bào)警或信號顯示分析終端，所述方法包括定性檢測管道損傷的檢測過程:
SteplOl:將一段待檢測的金屬管道穿過檢測線圈，同時(shí)采用電感測量儀器初步測量穿過金屬管道時(shí)檢測線圈的電感值；
stepl02:根據(jù)電感諧振測量電路的諧振頻率及諧振阻抗和初步測量穿過金屬管道時(shí)檢測線圈的電感值計(jì)算匹配并聯(lián)電容；
stepl03:相對移動檢測線圈和一段完好的金屬管道，獲取檢測線圈的電感變化，對穿過完好的金屬管道時(shí)檢測線圈的電感進(jìn)行標(biāo)定；
stepl04:檢測管道損傷，相對移動檢測線圈和待檢測的金屬管道，獲取檢測線圈的電感變化，對于超出標(biāo)定閾值的電感值認(rèn)為管道存在損傷。
[0006]進(jìn)一步地，所述方法還包括定量檢測管道損傷的檢測過程: St印201:將一段待檢測的金屬管道穿過檢測線圈，同時(shí)采用電感測量儀器初步測量穿過金屬管道時(shí)檢測線圈的電感值；
st印202:根據(jù)電感諧振測量電路的諧振頻率及諧振阻抗和初步測量穿過金屬管道時(shí)檢測線圈的電感值計(jì)算匹配并聯(lián)電容；
step203:制作一系列標(biāo)準(zhǔn)的損傷，采用等間隔采樣的方式或者管道勻速通過檢測線圈時(shí)等時(shí)采樣檢測線圈電感，對標(biāo)準(zhǔn)損傷的線圈電感值進(jìn)行標(biāo)定；
step204:采用等間隔采樣或者管道勻速通過檢測線圈時(shí)等時(shí)采樣檢測線圈電感，對待檢測管道進(jìn)行檢測，對于超出閾值的信號結(jié)合step203中的標(biāo)定信號大小，對檢測獲得的電感信號進(jìn)行分析，計(jì)算管道損傷的等效深度和寬度。
[0007]進(jìn)一步地，所述檢測線圈為繞制線圈或PCB線圈。
[0008]進(jìn)一步地，當(dāng)匹配不到相應(yīng)的電容時(shí)，串聯(lián)電感以增大所述檢測線圈電感值。
[0009]進(jìn)一步地，所述標(biāo)準(zhǔn)損傷包括不同尺寸的軸向裂紋、孔洞和磨損。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:(1)檢測原理為檢測線圈的電感變化，對于非鐵磁性金屬管道仍然有效，保證適用范圍的廣泛性；(2)檢測線圈可以采用非接觸式檢測，可以適用于粉塵、污垢、油污等惡劣環(huán)境；(3)檢測系統(tǒng)以單一線圈為傳感器，檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉；(4)金屬管道穿過檢測線圈，軸向裂紋、孔洞和磨損對檢測線圈電感值有較大的改變，檢測信號有較高的信噪比；(5)通過電感諧振測量電路將檢測電感值轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，檢測數(shù)據(jù)便于長距離傳輸和存儲分析；(6)電感諧振測量電路響應(yīng)時(shí)間短，可以實(shí)現(xiàn)快速在線檢測金屬管道損傷；以上幾點(diǎn)主要克服目前金屬管道損傷檢測中，檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)據(jù)處理過程繁瑣，對軸向裂縫檢測效果不理想等問題。
[0011]
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的采用單一線圈電磁諧振檢測管道損傷的系統(tǒng)示意圖；
圖2是不同類型、不同尺寸的損傷所對應(yīng)的檢測線圈電感值變化波形示意圖。
[0013]
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合【附圖說明】及【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0015]如附圖1所示的是本發(fā)明的采用單一線圈電磁諧振檢測管道損傷的檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括檢測線圈、電容、電磁諧振測量電路、信號傳輸電路和損傷報(bào)警或信號顯示分析終端。將檢測線圈和電容并聯(lián)構(gòu)成LC諧振電路。其中，檢測線圈為繞制線圈或PCB線圈，其匝數(shù)根據(jù)待檢管道穿過檢測線圈時(shí)檢測線圈的電感值確定；并聯(lián)電容的容值也要根據(jù)檢測線圈的電感值及電感諧振測量電路的諧振頻率和諧振阻抗確定；電感諧振測量電路為通過LC諧振頻率檢測LC諧振電路的電感值的電路；信號傳輸電路為與電感諧振測量電路配合的信號輸出電路，將電感信號傳輸?shù)綋p傷報(bào)警或信號顯示分析的終端；損傷報(bào)警終端主要是針對定性檢測，設(shè)計(jì)根據(jù)輸出的電感信號進(jìn)行閾值檢測，對于超出閾值的信號(存在損傷)進(jìn)行報(bào)警。信號分析顯示終端是針對定量檢測，對于檢測的電感值進(jìn)行顯示和定量分析來定量計(jì)算損傷的大小(軸向裂紋、孔洞和磨損的尺寸)。
[0016]本發(fā)明的檢測系統(tǒng)檢測金屬管道損傷的原理是將金屬管道穿過繞制的多匝線圈或PCB線圈，將線圈和合適的電容并聯(lián)構(gòu)成LC諧振電路。檢測時(shí)，管道和檢測線圈相對運(yùn)動，通過電感諧振測量電路檢測LC諧振電路中的檢測線圈的電感值變化來實(shí)現(xiàn)金屬管道損傷的檢測。相對移動檢測線圈與管道時(shí)，當(dāng)金屬管道存在損傷(特別是軸向裂紋、孔洞和磨損)時(shí)，繞制在金屬管道上的檢測線圈的電感值發(fā)生變化，此時(shí)通過檢測線圈的電感值即可定性檢測鋼管是否存在損傷。如果采用等間隔采樣或金屬管道勻速通過檢測線圈時(shí)，可以定量檢測管道損傷的軸向長度和缺陷深度。<