一種利用渦流探測(cè)器來(lái)進(jìn)行稀疏脈沖檢測(cè)的裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用渦流探測(cè)器來(lái)進(jìn)行稀疏脈沖檢測(cè)的裝置及其方法，更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種利用渦流探測(cè)器，使用一探查線圈和霍爾傳感器，優(yōu)先測(cè)量由管線缺陷兒產(chǎn)生的感應(yīng)磁通量，從而不僅可以檢測(cè)一般管線缺陷還可以同時(shí)檢測(cè)特定管線缺陷。
【背景技術(shù)】
[0002]在一發(fā)電廠或一化工廠優(yōu)先檢測(cè)基底金屬的厚度是很重要的，為了預(yù)防設(shè)施由于腐蝕產(chǎn)生的減薄而導(dǎo)致的損壞和破壞，并且該腐蝕產(chǎn)生于覆蓋有保溫材料的管線中，或儲(chǔ)存罐中保溫材料和基底金屬之間，或者因?yàn)橛蓮澢芫€中的流體所產(chǎn)生的流動(dòng)加速腐蝕。現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于這個(gè)描述于韓國(guó)專(zhuān)利10-1150486，其中一種測(cè)量?jī)?nèi)管或儲(chǔ)罐厚度的裝置，特別是由鐵磁材料構(gòu)成，如碳鋼，不用消除保溫材料已被描述。該方法描述于韓國(guó)專(zhuān)利10-1150486，該專(zhuān)利是為了通過(guò)檢測(cè)信號(hào)引發(fā)采用脈沖電流通過(guò)循環(huán)驅(qū)動(dòng)線圈之后，并通過(guò)使用感應(yīng)線圈纏繞驅(qū)動(dòng)線圈并且解釋之后的信號(hào)，從而檢測(cè)一物體厚度的任意變化。
[0003]從理論上講，探查線圈只能檢測(cè)通過(guò)線圈內(nèi)部區(qū)域的磁通量強(qiáng)度。因此，任何內(nèi)部的比較方向或線圈中缺陷位置被輕易被忽略。在許多情況下，在電磁試驗(yàn)中檢測(cè)的引發(fā)磁通量的變化包含關(guān)于物體中缺陷的有價(jià)值的信息。然而，如果相比于線圈的尺寸缺陷是比較小的，由缺陷引起的局部磁場(chǎng)的變化是不能由磁通量運(yùn)行通過(guò)大面積線圈來(lái)檢測(cè)的。由線圈檢測(cè)的信號(hào)代表圍繞線圈的磁通量的一般變化無(wú)論磁通量空間方向。這意味著，只有運(yùn)行在探查線圈內(nèi)部引發(fā)磁通量的強(qiáng)度可以被測(cè)量，引發(fā)磁通量運(yùn)行通過(guò)的區(qū)域等于探查線圈的區(qū)域。因此。傳統(tǒng)的方法只能測(cè)量面向探查線圈區(qū)域的物體的平均厚度的變化。當(dāng)驅(qū)動(dòng)線圈的尺寸減小，分辨率增加，然而，這導(dǎo)致穿過(guò)物體的渦電流的穿透深度減少，因此它對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)不是合適的方法。鑒于驅(qū)動(dòng)線圈的容積和區(qū)域，探查線圈的直徑現(xiàn)實(shí)中至少為10cm，表明在80平方厘米或者小于80平方厘米中的物體厚度變化的檢測(cè)室非常不同的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個(gè)目的是為了提供一種利用渦流探測(cè)器來(lái)進(jìn)行稀疏脈沖檢測(cè)的裝置及其方法，它可以檢測(cè)沒(méi)有去除覆蓋在管線外圍的保溫材料的管線的平均厚度。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的是為了提供一種利用渦流探測(cè)器來(lái)進(jìn)行稀疏脈沖檢測(cè)的裝置及其方法，它是簡(jiǎn)單并且實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管線上任何局部缺陷，除了管線壁平均厚度。
[0006]本發(fā)明的一個(gè)目的是為了提供一種利用渦流探測(cè)器來(lái)進(jìn)行稀疏脈沖檢測(cè)的裝置及其方法，它可以只用簡(jiǎn)單的操作測(cè)量管線壁的減小。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)提供了一種裝置，該裝置包含一個(gè)電源供給單元，所述供給單元用于供給脈沖電流，一個(gè)磁場(chǎng)發(fā)生單元，所述磁場(chǎng)發(fā)生單元利用上述提供的脈沖電流來(lái)產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)的，一個(gè)磁傳感器單元，所述磁傳感器單元檢測(cè)管線中脈沖磁場(chǎng)所產(chǎn)的脈沖引起的磁通量，并且在感應(yīng)到脈沖引起的磁通量的變化后產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)，一個(gè)信號(hào)放大/過(guò)濾單元，所述信號(hào)放大/過(guò)濾單元用于放大和過(guò)濾在磁傳感器單元中所產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)，以及一個(gè)信號(hào)處理單元，所述信號(hào)處理單元用于接收在信號(hào)放大/過(guò)濾單元中放大和過(guò)濾后的檢測(cè)信號(hào)并且計(jì)算管線的厚度及減薄的變化，其中所述磁感應(yīng)器單元包括一個(gè)探查線圈和一個(gè)霍爾傳感器，所述探查線圈用于測(cè)量管線的平均厚度，所述霍爾傳感器用于測(cè)量管線厚度的局部變化。
[0008]在電源供給單元中產(chǎn)生復(fù)極式脈沖電流，脈沖電流的脈沖寬度為0.2-2.0秒，并且能率比被控制在0.1-0.5的范圍內(nèi)。
[0009]所述磁場(chǎng)發(fā)生單元包含分別來(lái)自于管線但不和管線接觸的磁軛，并且所述磁化線圈包裹著磁軛從而在管線上產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)。
[0010]所述磁軛是中空的，并且其特征是一端的直徑大于另一端。
[0011]所述磁軛用高滲透性磁化材料來(lái)準(zhǔn)備，例如諸如鐵酸鹽或鐵芯硅鋼片(SiFe)。
[0012]所述磁化線圈用l~5mm的銅線包裹著磁軛的外圍并纏繞50~300次。
[0013]霍爾傳感器位于所述磁場(chǎng)發(fā)生單元的中央。當(dāng)含有2個(gè)霍爾傳感器時(shí)，他們位于所述磁場(chǎng)發(fā)生單元中央的兩端并且此時(shí)所述兩個(gè)霍爾傳感器是不同類(lèi)型的。
[0014]所述探查線圈是為了包裹在所述磁化線圈的外部但和所述磁化線圈電連接。
[0015]所述磁化線圈被所述探查線圈纏繞200~1000次。
[0016]所述霍爾傳感器和所述探查線圈是為了測(cè)量由脈沖引起的磁通量的變化后產(chǎn)生變化電壓以及基于測(cè)量電壓水準(zhǔn)下管線變化厚度的計(jì)算。
[0017]所述信號(hào)處理單元通過(guò)測(cè)量脈沖引發(fā)磁通量信號(hào)的時(shí)間和寬度相關(guān)的衰減程度，該磁通量使用一參數(shù)或者通過(guò)測(cè)量脈沖引起的磁通量信號(hào)的時(shí)間延遲，并通過(guò)傅立葉變換作為一個(gè)頻譜。
[0018]當(dāng)信號(hào)處理單元中只有一個(gè)霍爾傳感器，信號(hào)處理單元通過(guò)下列步驟計(jì)算減薄；通過(guò)觀察過(guò)渡區(qū)域的時(shí)間延遲；區(qū)別信號(hào)；對(duì)過(guò)渡區(qū)域的信號(hào)或者不同信號(hào)最大值的振幅進(jìn)行傅里葉變化；并且通過(guò)使用功率譜密度計(jì)算減薄。當(dāng)信號(hào)處理單元包含兩個(gè)霍爾傳感器時(shí)，通過(guò)使用不同的霍爾傳感器的不同電壓大小來(lái)計(jì)算減薄程度。
[0019]所述管線是一條管線或者一個(gè)發(fā)電廠的換熱器或一個(gè)包含磁性物質(zhì)的化工廠。
[0020]本發(fā)明的方法可以包含下列步驟；通過(guò)向磁化線圈提供脈沖電流來(lái)產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)；利用探查線圈和霍爾傳感器檢測(cè)由脈沖磁場(chǎng)在管線中發(fā)生的脈沖引起的磁通量當(dāng)檢測(cè)到由于管線厚度變化而產(chǎn)生的脈沖引起的磁通量的改變時(shí)，通過(guò)探查線圈和霍爾傳感器產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)；放大和過(guò)濾檢測(cè)信號(hào)；并且通過(guò)處理放大的和過(guò)濾的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算墻管線的壁減薄或厚度變化。
[0021]用探查線圈和霍爾傳感器的檢測(cè)步驟可以包含使用探查線圈的檢測(cè)與霍爾傳感器的檢測(cè)同時(shí)進(jìn)行。
[0022]技術(shù)優(yōu)勢(shì)本發(fā)明的一種利用渦流探測(cè)器來(lái)進(jìn)行稀疏脈沖檢測(cè)的裝置及其方法有利于增加磁場(chǎng)的穿透管線內(nèi)部的穿透深度，該管線穿過(guò)具有更大直徑的磁化產(chǎn)生單元。因此，缺陷的平均變化可以用探查線圈來(lái)測(cè)量并且同時(shí)管線內(nèi)部的局部變化和管線壁的減薄可以用霍爾傳感器測(cè)量。
【附圖說(shuō)明】
[0023]本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例的應(yīng)用將參照附圖被最好的理解，其中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中利用渦流探測(cè)器來(lái)進(jìn)行稀疏脈沖檢測(cè)的裝置的示意圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中利用渦流探測(cè)器來(lái)進(jìn)行稀疏脈沖檢測(cè)的裝置中朝著特定方向管線的截面圖；
圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中利用渦流探測(cè)器來(lái)進(jìn)行稀疏脈沖檢測(cè)的裝置中檢測(cè)器的截面圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中利用渦流探測(cè)器來(lái)進(jìn)行稀疏脈沖檢測(cè)的裝置中檢測(cè)器的斜截面圖；
圖5是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中利用渦流探測(cè)器來(lái)進(jìn)行稀疏脈沖檢測(cè)的方法的流程示意圖；
圖6是用于驅(qū)動(dòng)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中利用渦流探測(cè)器來(lái)進(jìn)行稀疏脈沖檢測(cè)裝置及方法的軟件示意圖；
圖7是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中利用渦流探測(cè)器來(lái)進(jìn)行稀疏脈沖檢測(cè)的裝置中霍爾傳感器測(cè)量由外圍環(huán)境改變管線厚度的圖形示意圖；
圖8 (a)和8 (b)是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中利用渦流探測(cè)器來(lái)進(jìn)行稀疏脈沖檢測(cè)的裝置中探查線圈測(cè)量由外圍環(huán)境改變管線厚度的圖形示意圖。
[0024]符號(hào)說(shuō)明 10:管線
20:保溫材料 100:探測(cè)單元
110:磁場(chǎng)發(fā)生單元
111:磁軛
112:磁化線圈
150:磁傳感器單元
151:探查線圈
152，152’:霍爾傳感器。
具體實(shí)施例
[0025]通過(guò)附