本发明专利技术公开了一种水下导电材料结构物缺陷交流电磁场检测仪器，包括位于水面上方作业船上的计算机、网线、位于水面以下的水下模块和探头，计算机通过网线与NET2801的以太网输出端口连接，锂电池通过稳压模块分别与NET2801、信号处理模块、激励模块和三轴TMR传感器连接，激励模块与缠绕在圆柱磁芯上的激励线圈连接，三轴TMR传感器的输出端通过信号处理模块与NET2801的模拟信号输入端连接。本发明专利技术的有益效果是：采用以太网传输或光纤传输技术有效解决水下探头信号长距离传输衰减的问题，可用于复杂水下结构的缺陷检测，达到三维缺陷尺寸的定量评估，能够用于100m以内水深海洋导电材料结构物缺陷的检测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋结构物缺陷无损检测
，特别涉及一种水下导电材料结构物缺陷交流电磁场检测仪器。
技术介绍
随着陆地资源的枯竭，越来越多的资源逐步进入海洋开发时代。海洋资源开发，需要大量的人力、物力和财力支持，特别是各类海工装备和结构物往往需要先进的技术和高昂的成本。服役后的各类海洋结构物长期处于海洋腐蚀环境，承受不同类型的巨大负载，受到海底洋流的破坏作用，很容易产生各种类型的缺陷。结构物缺陷在外力作用下逐渐发展壮大，最终可能导致结构物的失效，危及作业人员安全，带来灾难性的损失。由于海洋环境的特殊性，水下检测技术有着较高的要求。海洋背景噪声较大，信号由水下传输至水面通常损失较大，影响缺陷信号的分析和判定；海洋结构物表面有较厚的附着物和防腐涂层，传统检测手段，比如磁粉、渗透、涡流、漏磁等，需要对结构物表面彻底清理，检测效率低且容易破坏结构物的防腐涂层；水下检测对探头及系统的密封性有较高要求，海水的介质属性限制了射线、超声等检测技术在水下的应用；水下结构物通常结构复杂，管网、导管架等连接错综复杂，对探头及系统的结构尺寸、密封性和检测缺陷的性能有较高要求。交流电磁场检测(ACFM)技术是一种新型的无损检测技术，由于交流电磁场检测技术对提离影响小，缺陷信号特征明显，能够定量缺陷，无需提前标定，适用各种导电材料，特别适合水下结构物表面缺陷的检测。传统水下ACFM仪器需要采用水下机器人方式下放，成本高昂，作业效率低，特别对于复杂的水下结构物常规ACFM探头难以抵达。传统水下ACFM检测仪器通常借助两个方向的线圈式传感器探测畸变磁场，检测精度和可靠性差，借助特征信号Bx、Bz仅可对缺陷的深度和长度评估，忽略反映缺陷宽度的By关键信息，不能实现缺陷三维尺寸的评估。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术不足，利用交流电磁场检测技术，采用以太网传输或光纤传输技术有效解决水下探头信号长距离传输衰减的问题，设计结构紧凑、便于密封、方便潜水员携带的水下检测探头和信号处理模块，采用高精度三轴TMR传感器使得探头结构变的更加小巧，可用于复杂水下结构的缺陷检测，三轴TMR传感器可以获取缺陷周围畸变磁场Bx、By和Bz，可分别评估缺陷的深度、宽度和长度，达到三维缺陷尺寸的定量评估，能够用于100m以内水深海洋导电材料结构物缺陷的检测。一种水下导电材料结构物缺陷交流电磁场检测仪器，包括位于水面上方作业船上的计算机、网线、位于水面以下的水下模块和探头，所述水下模块包括壳体和安装在壳体内的NET2801、锂电池、电压转换模块、信号处理模块、激励模块，所述探头包括探头壳体和安装在探头壳体内的激励线圈、圆柱磁芯、三轴TMR传感器、端盖、水密封插头、传感器套，所述计算机通过网线与NET2801的以太网输出端口连接，所述锂电池通过稳压模块分别与NET2801、信号处理模块、激励模块和三轴TMR传感器连接，锂电池的充电口与壳体顶盖上的数据传输插头连接，所述激励模块与缠绕在圆柱磁芯上的激励线圈连接，所述三轴TMR传感器的输出端通过信号处理模块与NET2801的模拟信号输入端连接。所述水下模块的壳体包括底盖、主壳、顶盖、探头插头、数据传输插头、连接架和吊环，所述主壳为圆柱形壳体且内部为环空的主腔，主壳顶部设有台阶孔甲和位于台阶孔甲之上且直径大于台阶孔甲的台阶孔乙，主壳底部设有台阶孔丙和位于台阶孔丙之下且直径大于台阶孔丙的台阶孔丁，所述底盖下部为与主壳底部的台阶孔丁同轴配合的圆盘，底盖上部设有与主壳下部的台阶孔丙同轴配合的凸台甲，凸台甲内部设有盲孔甲，底盖下部圆盘上面与台阶孔丁的下面之间设有密封垫甲，底盖依靠六个螺栓安装在主壳下部台阶孔丁上部的螺栓孔，底盖上部凸台甲的上表面与主壳底部台阶孔丙的下表面之间设有密封圈甲，底盖底面设有三个呈120°分布的支撑腿。所述顶盖上部为与主壳上部台阶孔乙同轴配合的圆盘，顶盖下部设有与主壳上部台阶孔甲同轴配合的凸台乙，凸台乙内部设有盲孔乙，顶盖上部圆盘的底面与主壳上部的台阶孔乙的上表面之间设有密封垫乙，顶盖依靠六个螺栓安装在主壳上部台阶孔乙下部的螺栓孔，顶盖下部的凸台乙底面与主壳上部的台阶孔甲上表面之间设有密封圈乙，探头插头和数据传输插头安装在顶盖上，连接架下端为焊接在顶盖上表面的四根圆柱，连接架上端为圆环状且中心设有两根交叉的薄板，所述吊环安装在连接架两根交叉薄板的中心。所述信号处理模块和激励模块依靠螺栓安装在顶盖的盲孔乙的上表面，所述锂电池和电压转换模块依靠螺栓安装在底盖的盲孔甲的下表面，所述NET2801依靠螺栓安装在顶盖和底盖之间，可选地，A/D转换模块和光纤发射模块安装在探头主壳的顶盖盲孔乙的上表面。缠绕激励线圈的圆柱磁芯同轴安装在圆柱形中空探头壳体内部，外侧设有内四角孔的端盖依靠螺纹凸台甲安装在探头壳体一端，探头壳体端面与端盖之间设有密封垫丙，水密封插头安装在探头壳体另一端，探头壳体下部设有锥体凸台，锥体凸台内部与探头壳体的中空部分相通且底部设有螺纹孔，所述传感器套上端为带有螺纹的凸台乙，传感器套中心为圆孔，传感器套下部为四方形且有圆角的方块，所述传感器套依靠上部螺纹凸台乙安装在锥体凸台的下部螺纹孔内，传感器套与锥体凸台之间设有密封垫丁，所述三轴TMR传感器为封装尺寸长4mm宽4mm高2mm的三轴隧道磁阻磁场传感器，三轴TMR传感器X灵敏轴与探头壳体的轴线平行，三轴TMR传感器Z灵敏轴与传感器套的底面垂直。所述NET2801可被A/D转换模块和光纤发射模块替换，所述网线可被光纤和光纤接收模块替换，探头内的三轴TMR传感器与信号处理模块连接，信号处理模块通过A/D转换模块与光纤发射模块连接，光纤发射模块通过光纤与水面上作业船上的光纤接收模块连接，光纤接收模块与计算机连接。附图说明附图1是本专利技术的系统框图。附图2是本专利技术的水下模块结构图。附图3是本专利技术的水下模块内部图。附图4是本专利技术的水下模块剖视图。附图5是本专利技术的探头结构示意图。附图6是本专利技术的探头剖视图。附图7是本专利技术的光纤传输方案示意图。上图中：计算机(1)、作业船(2)、网线(3)、水下模块(4)、壳体(4.1)、底盖(4.1.1)、密封垫甲(4.1.1.1)、密封圈甲(4.1.1.2)、盲孔甲(4.1.1.3)、凸台甲(4.1.1.4)、支撑腿(4.1.1.5)、主壳(4.1.2)、主腔(4.1.2.1)、台阶孔甲(4.1.2.2)、台阶孔乙(4.1.2.3)、台阶孔丙(4.1.2.4)、台阶孔丁(4.1.2.5)、顶盖(4.1.3)、密封垫乙(4.1.3.1)、密封圈乙(4.1.3.2)、盲孔乙(4.1.3.3)、凸台乙(4.1.3.4)、探头插头(4.1.4)、数据传输插头(4.1.5)、连接架(4.1.6)、吊环(4.1.7)、NET2801(4.2)、锂电池(4.3)、稳压模块(4.4)、信号处理模块(4.5)、激励模块(4.6)、A/D转换模块(4.7)、光纤发射模块(4.8)、探头(5)、激励线圈(5.1)、圆柱磁芯(5.2)、三轴TMR传感器(5.3)、探头壳体(5.4)、锥体凸台(5.4.1)、端盖(5.5)、密封垫丙(5.5.1)、内四角孔(5.5.2)、螺纹凸台甲(5.5.3)、水密封插头(5.6)、传感器套(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水下导电材料结构物缺陷交流电磁场检测仪器，其特征是：包括位于水面上方作业船上的计算机、网线、位于水面以下的水下模块和探头，所述水下模块包括壳体和安装在壳体内的NET2801、锂电池、电压转换模块、信号处理模块、激励模块，所述探头包括探头壳体和安装在探头壳体内的激励线圈、圆柱磁芯、三轴TMR传感器、端盖、水密封插头、传感器套，所述计算机通过网线与NET2801的以太网输出端口连接，所述锂电池通过稳压模块分别与NET2801、信号处理模块、激励模块和三轴TMR传感器连接，锂电池的充电口与壳体顶盖上的数据传输插头连接，所述激励模块与缠绕在圆柱磁芯上的激励线圈连接，所述三轴TMR传感器的输出端通过信号处理模块与NET2801的模拟信号输入端连接。
【技术特征摘要】
1.一种水下导电材料结构物缺陷交流电磁场检测仪器，其特征是：包括位于水面上方作业船上的计算机、网线、位于水面以下的水下模块和探头，所述水下模块包括壳体和安装在壳体内的NET2801、锂电池、电压转换模块、信号处理模块、激励模块，所述探头包括探头壳体和安装在探头壳体内的激励线圈、圆柱磁芯、三轴TMR传感器、端盖、水密封插头、传感器套，所述计算机通过网线与NET2801的以太网输出端口连接，所述锂电池通过稳压模块分别与NET2801、信号处理模块、激励模块和三轴TMR传感器连接，锂电池的充电口与壳体顶盖上的数据传输插头连接，所述激励模块与缠绕在圆柱磁芯上的激励线圈连接，所述三轴TMR传感器的输出端通过信号处理模块与NET2801的模拟信号输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种水下导电材料结构物缺陷交流电磁场检测仪器，其特征是：所述水下模块的壳体包括底盖、主壳、顶盖、探头插头、数据传输插头、连接架和吊环，所述主壳为圆柱形壳体且内部为环空的主腔，主壳顶部设有台阶孔甲和位于台阶孔甲之上且直径大于台阶孔甲的台阶孔乙，主壳底部设有台阶孔丙和位于台阶孔丙之下且直径大于台阶孔丙的台阶孔丁，所述底盖下部为与主壳底部的台阶孔丁同轴配合的圆盘，底盖上部设有与主壳下部的台阶孔丙同轴配合的凸台甲，凸台甲内部设有盲孔甲，底盖下部圆盘上面与台阶孔丁的下面之间设有密封垫甲，底盖依靠六个螺栓安装在主壳下部台阶孔丁上部的螺栓孔，底盖上部凸台甲的上表面与主壳底部台阶孔丙的下表面之间设有密封圈甲，底盖底面设有三个呈120°分布的支撑腿。3.根据权利要求1所述的一种水下导电材料结构物缺陷交流电磁场检测仪器，其特征是：所述顶盖上部为与主壳上部台阶孔乙同轴配合的圆盘，顶盖下部设有与主壳上部台阶孔甲同轴配合的凸台乙，凸台乙内部设有盲孔乙，顶盖上部圆盘的底面与主壳上部的台阶孔乙的上表面之间设有密封垫乙，顶盖依靠六个螺栓安装在主壳上部台阶孔...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，袁新安，陈国明，杨伟超，刘健，马维平，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37
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