本發(fā)明涉及一種交流電磁場(chǎng)檢測(cè)(ACFM)探頭，特別涉及一種內(nèi)穿式管道內(nèi)壁缺陷ACFM探頭。

背景技術(shù)：

石油石化行業(yè)管道通常輸送高腐蝕性介質(zhì)，管道內(nèi)壁會(huì)產(chǎn)生腐蝕凹坑，腐蝕凹坑聚集發(fā)展形成開(kāi)裂，最終導(dǎo)致管道破裂泄露。傳統(tǒng)漏磁技術(shù)需要對(duì)管道進(jìn)行飽和磁化，漏磁管道豬會(huì)吸附大量鐵屑，造成管道豬的堵塞，漏磁作業(yè)完成后需要對(duì)管道進(jìn)行退磁處理。渦流檢測(cè)對(duì)提離效應(yīng)敏感，內(nèi)管道檢測(cè)器容易晃動(dòng)，造成誤檢和漏檢，檢測(cè)過(guò)程需要對(duì)管道內(nèi)壁進(jìn)行徹底清理。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)壁的360°區(qū)域覆蓋檢測(cè)，渦流和漏磁均需要采用陣列激勵(lì)技術(shù)，大大增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度和降低了內(nèi)檢測(cè)裝置在管道內(nèi)的可通過(guò)性，容易在轉(zhuǎn)彎和變形管道內(nèi)堵塞。本發(fā)明利用交流電磁場(chǎng)檢測(cè)(ACFM)技術(shù)對(duì)表面裂紋檢測(cè)無(wú)需標(biāo)定、提離效應(yīng)低的優(yōu)勢(shì)，在管道內(nèi)孔引入內(nèi)穿式ACFM技術(shù)，借助與管道內(nèi)孔同軸的螺線管在管道內(nèi)壁激勵(lì)出360°環(huán)形電流區(qū)域，借助陣列傳感器實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)壁缺陷的全面檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，利用交流電磁場(chǎng)檢測(cè)(ACFM)技術(shù)對(duì)表面裂紋檢測(cè)無(wú)需標(biāo)定、提離效應(yīng)低的優(yōu)勢(shì)，在管道內(nèi)孔引入內(nèi)穿式ACFM技術(shù)，借助與管道內(nèi)孔同軸的螺線管在管道內(nèi)壁激勵(lì)出360°環(huán)形電流區(qū)域，借助陣列傳感器實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)壁缺陷的檢測(cè)。

一種內(nèi)穿式管道內(nèi)壁缺陷ACFM探頭，其特征是：包括管道、激勵(lì)線圈、骨架和電路板，所述激勵(lì)線圈為緊密纏繞在圓柱形骨架的凹槽內(nèi)且與管道同軸的單層螺線管，所述激勵(lì)線圈位于管道內(nèi)孔且激勵(lì)線圈厚度小于骨架的凹槽深度，加載交變正弦信號(hào)的激勵(lì)線圈在激勵(lì)線圈內(nèi)部和外部產(chǎn)生交變磁場(chǎng)回路，激勵(lì)線圈外部的交變磁場(chǎng)在管道內(nèi)壁感應(yīng)出360°環(huán)形均勻電場(chǎng)，環(huán)形電場(chǎng)經(jīng)過(guò)管道內(nèi)壁缺陷產(chǎn)生擾動(dòng)，擾動(dòng)電場(chǎng)引起空間軸向和徑向磁場(chǎng)畸變，所述骨架材料為具有變形能力的橡膠，所述電路板分別安裝在骨架側(cè)面十五個(gè)均布的卡槽內(nèi)，所述電路板設(shè)有靈敏軸沿著管道軸向方向的隧道磁電阻傳感器甲、放大器甲、靈敏軸沿著管道徑向方向的隧道磁電阻傳感器乙和放大器乙，所述傳感器甲與放大器甲連接，傳感器乙和放大器乙連接。

所述骨架設(shè)有安裝孔、航空插頭、凹槽和卡槽，所述安裝孔位于圓柱形骨架的中軸線上，所述航空插頭安裝在骨架的側(cè)面，所述骨架外弧面設(shè)有凹槽并在骨架兩端側(cè)面形成與 管道內(nèi)徑相同的凸臺(tái)，所述骨架的外弧面設(shè)有沿周向均布的十五個(gè)矩形卡槽，所述卡槽長(zhǎng)度方向與骨架中軸線方向平行且卡槽長(zhǎng)度尺寸與電路板長(zhǎng)度相同，卡槽寬度方向沿著骨架外弧面周向方向且卡槽的寬度尺寸與電路板的總厚度相同，卡槽深度方向沿著圓柱形骨架的弧面徑向方向且卡槽的深度尺寸與電路板的寬度相同。

所述傳感器甲位于電路板長(zhǎng)度方向的中心且傳感器甲靈敏軸與電路板長(zhǎng)度方向平行，傳感器甲的長(zhǎng)度側(cè)邊與電路板長(zhǎng)度方向的頂面位于同一平面，傳感器乙位于電路板長(zhǎng)度方向的中心且傳感器乙靈敏軸與電路板寬度方向平行，傳感器乙的寬度側(cè)邊與電路板長(zhǎng)度方向的頂面位于同一平面，所述電路板長(zhǎng)度方向的底面與骨架的卡槽底面接觸，電路板長(zhǎng)度方向的頂面與骨架的外弧面凹槽平齊，所述電路板形成均布在管道內(nèi)孔的十五個(gè)環(huán)形陣列。

附圖說(shuō)明

附圖1是本發(fā)明的整體示意圖。

附圖2是本發(fā)明的骨架示意圖。

附圖3是本發(fā)明的管道內(nèi)部示意圖。

附圖4是本發(fā)明的激勵(lì)線圈和電路板結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖5是本發(fā)明的電路板結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖6是本發(fā)明的電路板空間排布示意圖。

上圖中：管道1、激勵(lì)線圈2、骨架3、安裝孔3.1、航空插頭3.2、凹槽3.3和卡槽3.4、電路板4、傳感器甲4.1、放大器甲4.2、傳感器乙4.3、放大器乙4.4、頂面4.5、底面4.6。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖1-6，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：

如圖1-3所示，本發(fā)明包括管道1、激勵(lì)線圈2、骨架3和電路板4，所述激勵(lì)線圈2為緊密纏繞在圓柱形骨架3的凹槽3.3內(nèi)且與管道1同軸的單層螺線管，所述激勵(lì)線圈2位于管道1內(nèi)孔且激勵(lì)線圈2厚度小于骨架3的凹槽3.3深度，用于保護(hù)激勵(lì)線圈2，避免激勵(lì)線圈2與管道1內(nèi)壁接觸破壞，加載交變正弦信號(hào)的激勵(lì)線圈2在激勵(lì)線圈2內(nèi)部和外部產(chǎn)生交變磁場(chǎng)回路，激勵(lì)線圈2外部交變磁場(chǎng)在管道1內(nèi)壁感應(yīng)出360°均勻環(huán)形電場(chǎng)，環(huán)形電場(chǎng)經(jīng)過(guò)管道1內(nèi)壁缺陷產(chǎn)生擾動(dòng)，擾動(dòng)電場(chǎng)引起空間軸向和徑向磁場(chǎng)畸變，所述骨架3材料為具有變形能力的橡膠，可增強(qiáng)內(nèi)穿式探頭在管道1內(nèi)孔的通過(guò)能力，所述電路板4分別安裝在骨架3側(cè)面十五個(gè)均布的卡槽3.4內(nèi)，所述電路板4設(shè)有靈敏軸沿著管道軸向方向的隧道磁電阻傳感器甲4.1、放大器甲4.2、靈敏軸沿著管道徑向方向的隧道磁電阻傳感器乙 4.3和放大器乙4.4，所述傳感器甲4.1與放大器甲4.2連接，傳感器甲4.1用于測(cè)管道1內(nèi)孔軸向磁場(chǎng)，放大器甲4.2用于放大軸向磁場(chǎng)，傳感器乙4.3和放大器乙4.4連接，傳感器乙4.3用于測(cè)管道1內(nèi)孔徑向磁場(chǎng)，放大器乙4.4用于放大徑向磁場(chǎng)。

如圖2所示，所述骨架3設(shè)有安裝孔3.1、航空插頭3.2、凹槽3.3和卡槽3.4，所述安裝孔3.1位于圓柱形骨架3的中軸線上，所述航空插頭3.2安裝在骨架3的側(cè)面，航空插頭3.2用于傳輸信號(hào)，所述骨架3外弧面設(shè)有凹槽3.3并在骨架3兩端側(cè)面形成與管道1內(nèi)徑相同的凸臺(tái)，骨架3的凸臺(tái)與管道1內(nèi)壁接觸用于保持穩(wěn)定性，同時(shí)保證一定的變形能力，增強(qiáng)骨架3在管道1內(nèi)孔的通過(guò)能力，所述骨架3的外弧面設(shè)有沿周向均布的十五個(gè)矩形卡槽3.4，所述卡槽3.4長(zhǎng)度方向與骨架3中軸線方向平行且卡槽3.4長(zhǎng)度尺寸與電路板4長(zhǎng)度相同，卡槽3.4寬度方向沿著骨架3外弧面周向方向且卡槽3.4的寬度尺寸與電路板4的總厚度相同，卡槽3.4深度方向沿著圓柱形骨架3的弧面徑向方向且卡槽3.4的深度尺寸與電路板4的寬度相同。

如圖5-6所示，所述傳感器甲4.1位于電路板4長(zhǎng)度方向的中心且傳感器甲4.1靈敏軸與電路板4長(zhǎng)度方向平行，保證傳感器甲4.1測(cè)量的畸變軸向磁場(chǎng)是由激勵(lì)線圈中心處感應(yīng)的均勻電場(chǎng)在缺陷處引起的，傳感器甲4.1的長(zhǎng)度側(cè)邊與電路板4長(zhǎng)度方向的頂面4.5位于同一平面，傳感器乙4.3位于電路板4長(zhǎng)度方向的中心且傳感器乙4.3靈敏軸與電路板4寬度方向平行，保證傳感器乙4.3測(cè)量的畸變徑向磁場(chǎng)是由激勵(lì)線圈中心處感應(yīng)的均勻電場(chǎng)在缺陷處引起的，傳感器乙4.3的寬度側(cè)邊與電路板4長(zhǎng)度方向的頂面4.5位于同一平面，所述電路板4長(zhǎng)度方向的底面4.6與骨架的卡槽3.4底面接觸，電路板4長(zhǎng)度方向的頂面4.5與骨架3的外弧面凹槽3.3平齊，為了使傳感器更接近管道1內(nèi)壁缺陷處畸變磁場(chǎng)，所述電路板4形成均布在管道1內(nèi)孔的十五個(gè)環(huán)形陣列，電路板4上的傳感器可以覆蓋整個(gè)管道1內(nèi)壁，一次掃查可以實(shí)現(xiàn)全部?jī)?nèi)壁缺陷的檢測(cè)。

本發(fā)明的有益效果是：利用單個(gè)螺線管在管道內(nèi)壁激勵(lì)出360°環(huán)形電流區(qū)域，激勵(lì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，增加內(nèi)穿式探頭在管道內(nèi)部的通過(guò)性；陣列檢測(cè)傳感器一次掃查可實(shí)現(xiàn)管壁所有缺陷的覆蓋檢測(cè)；利用ACFM技術(shù)對(duì)管道內(nèi)壁缺陷檢測(cè)無(wú)需標(biāo)定，提離效應(yīng)小，無(wú)需對(duì)管道內(nèi)壁清理，無(wú)需后續(xù)退磁處理。

本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施方式，根據(jù)上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，本發(fā)明還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。