一種管道彎頭脈沖渦流檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種管道彎頭脈沖渦流檢測裝置，主要包括脈沖渦流傳感器、第一導(dǎo)向桿、第二導(dǎo)向桿、轉(zhuǎn)軸及扭簧、信號激勵電路、信號處理電路、A/D轉(zhuǎn)換裝置和計算機系統(tǒng)，脈沖渦流傳感器包括激勵單元和接收單元。計算機通過電纜連接信號激勵電路，控制激勵單元產(chǎn)生信號，在管道彎頭中激勵出電磁場，當(dāng)激勵停止時，接收單元接收激勵磁場在管道彎頭中擴(kuò)散產(chǎn)生的二次磁場，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過信號處理電路和A/D轉(zhuǎn)換裝置后輸入計算機，通過計算機處理獲得管道彎頭的缺陷信息。由于在使用過程中，激勵與接收單元始終與管道接觸面相切，且其中心軸線相交于管道中心，減少了探頭姿態(tài)變化對檢測信號的影響，提高了檢測能力。
【專利說明】一種管道彎頭脈沖渦流檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電磁無損檢測裝置，特別涉及一種用于檢測管道彎頭由于沖刷引起壁厚減薄的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]管道廣泛應(yīng)用于石油、電力等行業(yè)，管道彎頭是管道系統(tǒng)中不可或缺的部分。多數(shù)管道彎頭在工作中會受到高溫、高壓和惡劣環(huán)境的影響，并且在使用過程中，由于管內(nèi)介質(zhì)方向的改變，管道彎頭外曲面內(nèi)側(cè)工況惡劣，最容易產(chǎn)生沖刷減薄，進(jìn)而引起管道泄漏等事故。管道彎頭的狀況直接影響整個壓力管道的安全運行，因此研究開發(fā)管道彎頭檢測裝置具有重大作用。
[0003]目前管道彎頭的檢測，一般采用超聲測厚檢測方法，該方法需要去除管道外部的包覆層，檢測輔助工作量大，且超聲檢測工作溫度一般不宜太高。脈沖渦流無需拆除包覆層，可適用于高溫檢測，并且無需將激勵線圈和接收線圈安裝在待檢管道中，操作簡單方便，因此受到廣泛重視。
[0004]中國專利文件201210472563.1公布了一種管道用脈沖渦流探頭，重要通過隨動定心機構(gòu)，實現(xiàn)偏心和搖晃引起的信號波動，其核心在于V型定心，適用于直管，然而管道彎頭處是曲面形狀，無法適用，并且，其激勵線圈與檢測線圈同軸放置，不利于管道彎頭處磁場的激勵與接收，降低了檢測信號靈敏度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種管道彎頭脈沖渦流檢測裝置，以克服現(xiàn)有檢測技術(shù)中由于彎頭曲面變化引起的信號靈敏度不足的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案具體如下:
[0007]—種用于管道彎頭缺陷檢測的脈沖渦流檢測裝置，包括脈沖渦流傳感器、第一導(dǎo)向桿、第二導(dǎo)向桿、轉(zhuǎn)軸及扭簧、信號激勵電路、信號處理電路、A/D轉(zhuǎn)換裝置和計算機系統(tǒng)，所述脈沖渦流傳感器包括激勵單元和接收單元；所述計算機系統(tǒng)通過電纜連接信號激勵電路，控制信號激勵電路產(chǎn)生方波信號，驅(qū)動所述激勵單元在管道彎頭中產(chǎn)生磁場；當(dāng)激勵停止時，接收單元接收該磁場在管道彎頭中擴(kuò)散產(chǎn)生的二次磁場，將其轉(zhuǎn)換為電信號，輸出到信號處理電路，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換后輸入計算機系統(tǒng)，
[0008]所述的激勵單元由激勵線圈、殼體、蓋板、導(dǎo)向板及航空插頭插座組成，所述激勵線圈安裝于殼體底部，殼體底面與管道彎頭表面相切，且中心軸線位于切點處；
[0009]所述接收單元由接收線圈、殼體、蓋板、導(dǎo)向板、圓盤及航空插頭插座組成，接收線圈安裝于殼體底部，殼體底面與管道彎頭表面相切，且殼體中心軸線位于切點。
[0010]其中，所述蓋板通過螺釘和殼體連接，用于保護(hù)線圈；蓋板上安裝航空插頭插座，線圈通過航空插頭插座和外部電路連接；蓋板通過螺釘連接導(dǎo)向板，導(dǎo)向板通過其上的孔連接第一導(dǎo)向桿，且可沿該導(dǎo)向桿移動，導(dǎo)向板上安裝緊定螺釘，用于固定導(dǎo)向板；[0011]其中，所述第一導(dǎo)向桿上刻有不同的刻度標(biāo)記，用于檢測不同外徑管道的刻度指
/Jn ο
[0012]其中，所述蓋板通過螺釘和殼體連接，用于保護(hù)線圈，蓋板上裝有航空插頭插座，線圈通過航空插頭插座和外部電路連接；蓋板通過螺釘連接導(dǎo)向板，導(dǎo)向板通過其上的孔連接第一導(dǎo)向桿，且可沿導(dǎo)向桿移動。
[0013]其中，所述導(dǎo)向板上安裝緊定螺釘，用于固定導(dǎo)向板；所述的第一導(dǎo)向桿和第二導(dǎo)向桿通過轉(zhuǎn)軸連接，所述轉(zhuǎn)軸上裝有扭簧，用于產(chǎn)生扭矩，將激勵單元與接收單元壓在管道表面，保證激勵單元和接收單元與管道的接觸。
[0014]其中，所述第二導(dǎo)向桿上刻有不同的刻度標(biāo)記，用于檢測不同外徑管道的刻度指
/Jn ο
[0015]所述第一導(dǎo)向桿的長度和第二導(dǎo)向桿的長度相等，刻度標(biāo)記對應(yīng)，以保證激勵單元、接收單元和管道相切，且激勵單元和接收單元的中心軸線相交于管道中心。
[0016]本發(fā)明中，激勵單元與接收單元始終與管道表面相切，且其中心線相交于管道中心，降低了管道檢測中探頭姿態(tài)變化引起的覆蓋區(qū)域變化，提高了信號靈敏度和重復(fù)性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的原理示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明的激勵單元的剖視圖；
[0019]圖3為本發(fā)明的接收單元的剖視圖；
[0020]圖4為本發(fā)明的管道彎頭結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖5為本發(fā)明的管道缺陷試樣圖；
[0022]圖6現(xiàn)有渦流探頭檢測信號；
[0023]圖7本發(fā)明本發(fā)明的檢測信號圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明的管道彎頭缺陷檢測的脈沖渦流檢測裝置，包括脈沖渦流傳感器，其由激勵單元3和接收單元6構(gòu)成，還包括第一導(dǎo)向桿4、第二導(dǎo)向桿5、轉(zhuǎn)軸10及扭簧9、信號激勵電路2、信號處理電路7、A/D轉(zhuǎn)換裝置8和計算機系統(tǒng)I。計算機系統(tǒng)I通過電纜連接信號激勵電路2，控制信號激勵電路2產(chǎn)生方波信號，驅(qū)動激勵單元3在管道彎頭中產(chǎn)生磁場。當(dāng)激勵停止時，接收單元6接收該磁場在管道彎頭中的擴(kuò)散磁場，將其轉(zhuǎn)換為電信號，輸出到信號處理電路7，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換裝置8轉(zhuǎn)換后輸入計算機系統(tǒng)I。
[0026]圖2為激勵單元的剖視圖，如圖所示，激勵單元3由激勵線圈12、殼體11、蓋板13、導(dǎo)向板15及航空插頭插座14組成，激勵線圈12安裝于殼體11底部，殼體11底面與管道彎頭表面相切，且中心軸線位于切點。蓋板13通過螺釘和殼體11連接，用于保護(hù)線圈12，蓋板13上裝有航空插頭插座14，線圈12通過航空插頭插座14和外部電路連接。蓋板13通過螺釘連接導(dǎo)向板15，導(dǎo)向板15通過其上的孔連接第一導(dǎo)向桿4，且可沿導(dǎo)向桿移動，導(dǎo)向板15上裝有緊定螺釘，用于固定導(dǎo)向板15。第一導(dǎo)向桿4上刻有不同的刻度標(biāo)記，用于檢測不同外徑管道的刻度指示。
[0027]圖3為接收單元的剖視圖，如圖所示，所述的接收單元6由接收線圈17、殼體16、蓋板19、導(dǎo)向板20、圓盤18及航空插頭插座21組成，接收線圈17安裝于殼體16底部，殼體16底面與管道彎頭表面相切，且中心軸線位于切點。蓋板19通過螺釘和殼體16連接，用于保護(hù)線圈17，蓋板19上裝有航空插頭插座21，線圈17通過航空插頭插座21和外部電路連接。蓋板19通過螺釘連接導(dǎo)向板20，導(dǎo)向板20通過其上的孔連接第一導(dǎo)向桿5，且可沿導(dǎo)向桿移動。導(dǎo)向板20上裝有緊定螺釘，用于固定導(dǎo)向板20。第二導(dǎo)向桿5上刻有不同的刻度標(biāo)記，用于檢測不同外徑管道的刻度指示。
[0028]圖4為管道彎頭結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，在管道彎頭處，由于管內(nèi)介質(zhì)方向的改變，在管道彎頭外曲面內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的沖刷減薄。
[0029]圖5為利用本發(fā)明裝置進(jìn)行檢測的管道缺陷試樣圖。該管道彎頭厚20mm，區(qū)域①厚度為4mm,區(qū)域②厚度為8mm。
[0030]圖6為使用常規(guī)脈沖渦流裝置檢測試樣區(qū)域①、區(qū)域②的信號波形圖，縱軸代表感應(yīng)電壓(V)，橫軸代表時間(S)。兩條信號的初始部分為直線，且?guī)缀踔睾显谝黄?，隨后分別過渡到不同曲率的曲線段，區(qū)域①的曲線位于區(qū)域②的曲線下方，即被測區(qū)域越薄，感應(yīng)電壓衰減越快，曲線段越陡。
[0031]圖7為利用本發(fā)明檢測試樣區(qū)域①、區(qū)域②的信號波形圖，縱軸代表感應(yīng)電壓(V)，橫軸代表時間(S)。圖7中曲線的形狀和變化規(guī)律和圖6基本一致，可見利用本發(fā)明能夠區(qū)分不同厚度的信號，實現(xiàn)壁厚減薄型缺陷的檢測。
[0032]盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于管道彎頭缺陷檢測的脈沖渦流檢測裝置，包括脈沖渦流傳感器、第一導(dǎo)向桿(4)、第二導(dǎo)向桿(5)、轉(zhuǎn)軸(10)、扭簧(9)、信號激勵電路(2)、信號處理電路(7)、A/D轉(zhuǎn)換裝置(8)和計算機系統(tǒng)(I)，所述脈沖渦流傳感器包括激勵單元(3)和接收單元(6);所述計算機系統(tǒng)(I)通過電纜連接信號激勵電路(2)，控制信號激勵電路(2)產(chǎn)生方波信號，驅(qū)動所述激勵單元(3)在管道彎頭中產(chǎn)生磁場；當(dāng)激勵停止時，接收單元(6)接收該磁場在管道彎頭中擴(kuò)散產(chǎn)生的二次磁場，將其轉(zhuǎn)換為電信號，輸出到信號處理電路(7)，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換裝置(8)轉(zhuǎn)換后輸入計算機系統(tǒng)(I)，其特征在于: 所述的激勵單元(3)由激勵線圈(12)、殼體(11)、蓋板(13)、導(dǎo)向板(15)及航空插頭插座(14)組成，所述激勵線圈(12 )安裝于殼體(11)底部，殼體(11)底面與管道彎頭表面相切，且中心軸線位于切點處； 所述接收單元(6)由接收線圈(17)、殼體(16)、蓋板(19)、導(dǎo)向板(20)、圓盤(18)及航空插頭插座(21)組成，接收線圈(17)安裝于殼體(16)底部，殼體(16)底面與管道彎頭表面相切,且殼體(16)中心軸線位于切點； 所述激勵單元(3)的蓋板(13)通過螺釘和殼體(11)連接，用于保護(hù)線圈(12);蓋板(13)上安裝航空插頭插座(14)，線圈(12)通過航空插頭插座(14)和外部電路連接；蓋板(13)通過螺釘連接導(dǎo)向板(15)，導(dǎo)向板(15)通過其上的孔連接第一導(dǎo)向桿(4)，且可沿該導(dǎo)向桿移動，導(dǎo)向板(15)上安裝緊定螺釘，用于固定導(dǎo)向板(15)；所述接收單元(6)的蓋板(19)通過螺釘和殼體(16)連接，用于保護(hù)線圈(17)，蓋板(19)上裝有航空插頭插座(21)，線圈(17)通過航空插頭插座(21)和外部電路連接；蓋板(19)通過螺釘連接導(dǎo)向板(20)，導(dǎo)向板(20)通過其上的孔連接第一導(dǎo)向桿(5)，且可沿導(dǎo)向桿移動； 所述第一導(dǎo)向桿(4)和第二導(dǎo)向桿(5)上刻有不同的刻度標(biāo)記，用于檢測不同外徑管道的刻度指示； 所述接收單元(6)的導(dǎo)向板(20)上安裝緊定螺釘，用于固定導(dǎo)向板(20);所述的第一導(dǎo)向桿(4)和第二導(dǎo)向桿(5 )通過轉(zhuǎn)軸(10 )連接，所述轉(zhuǎn)軸(10 )上裝有扭簧(9 )，用于產(chǎn)生扭矩，將激勵單元(3)與接收單元(6)壓在管道表面，保證激勵單元(3)和接收單元(6)與管道的接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，所述第一導(dǎo)向桿(4)的長度和第二導(dǎo)向桿(5)的長度相等，刻度標(biāo)記對應(yīng)，以保證激勵單元、接收單元和管道相切，且激勵單元和接收單元的中心軸線相交于管道中心。
【文檔編號】G01B7/06GK103712548SQ201310683517
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月14日
【發(fā)明者】武新軍, 張卿, 李建 申請人:華中科技大學(xué)