面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器制造技术

本发明专利技术公开了一种面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器。包括激励模块、探头、锁相放大模块、信号采集模块。所述探头包括探头输入端、探头输出端。探头输入端用于输入所述激励信号。所述探头输出端用于输出感应信号。所述锁相放大模块与所述激励模块连接，用于输入所述感应信号和所述参考信号，并输出计算被测磁场的直流信号。所述信号采集模块与所述激励模块连接，用于处理所述直流信号得到被测磁场强度。所述面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器对微弱的被测磁场具有探测精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器
本专利技术涉及探测领域，特别是涉及一种面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器。
技术介绍
埋地管网是城市基础设施的重要组成部分，是燃气、排水、给水等的运输工具。由于受到外界环境(雨水及土壤等)的影响，埋地管网容易被锈蚀，为了保证埋地管网的正常工作和安全运行，对管网的锈蚀情况进行定期检查至关重要。由于锈蚀的埋地管道的检测环境复杂，并且信号微弱，传统的埋地管网监测装置对微弱的信号检测精度不高，常常出现误判。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的，传统的埋地管网监测装置对锈蚀的埋地管道微弱信号探测精度不高的问题，提供一种探测精度高的面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器。一种面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器，包括：激励模块，用于输出激励信号和参考信号；探头，用于感测被测磁场，包括：探头输入端，用于输入所述激励信号，探头输出端，用于输出感应信号；锁相放大模块，与所述激励模块连接，用于输入所述感应信号和所述参考信号，并输出计算被测磁场的直流信号；信号采集模块，与所述激励模块连接，用于处理所述直流信号得到被测磁场强度。在其中一个实施例中，所述激励模块包括：波形发生电路，用于输出所述激励信号和所述参考信号；功率放大电路，连接于所述波形发生电路和所述探头输入端之间，用于放大所述激励信号；所述锁相放大模块分别与所述波形发生电路和所述探头输出端连接，并输出用于计算被测磁场的直流信号。在其中一个实施例中，还包括低通滤波电路，所述低通滤波电路连接于所述锁相放大模块和所述信号采集模块之间。在其中一个实施例中，所述锁相放大模块包括依次连接的前置放大电路、带通滤波电路、相敏检波电路，以及与相敏检波电路连接的移相电路，所述移相电路用于输入所述参考信号。在其中一个实施例中，还包括依次连接于所述波形发生电路和所述移相电路之间的比较器和倍频器。在其中一个实施例中，所述锁相放大模块还包括与所述前置放大电路连接的输出端调零电路。在其中一个实施例中，所述波形发生电路和所述功率放大电路之间连接有隔离变压器，所述隔离变压器包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈与所述波形发生电路的输出端连接，所述次级线圈与所述功率放大电路的输入端连接。在其中一个实施例中，所述功率放大电路包括依次连接的电压跟随器、前置放大器和功率放大器，所述次级线圈与所述电压跟随器连接。在其中一个实施例中，所述信号采集模块包括依次连接的模数转换单元和信号处理单元。在其中一个实施例中，还包括倾角采集单元，所述倾角采集单元与所述探头连接，用于采集所述探头的轴线与水平面的夹角数据。本专利技术提供的面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器能够通过所述探头感应微弱的被测磁场，并将感应信号通过锁相放大模块处理得到能够得出被测磁场强度的直流信号。因此所述面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器对微弱的被测磁场具有探测精度高的优点。附图说明图1为本专利技术实施例提供的面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器模块图；图2为本专利技术实施例提供的探头结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的波形发生电路图；图4为本专利技术实施例提供的功率放大电路图；图5为本专利技术实施例提供的低通滤波电路图；图6为本专利技术实施例提供的前置放大电路和输出端调零电路图；图7为本专利技术实施例提供的带通滤波电路图；图8为本专利技术实施例提供的相敏检波电路电路图；图9为本专利技术实施例提供的移相电路图。主要元件符号说明面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器10、探头100、探头输入端110、探头输出端120、磁芯130、激励线圈131、感应线圈132、激励模块200、波形发生电路210、波形发生器211、第一输出端212、第二输出端213、功率放大电路220、电压跟随器221、前置放大器222、功率放大器223、隔离变压器250、初级线圈251、次级线圈252、锁相放大模块300、移相电路310、前置放大电路320、带通滤波电路330、输出端调零电路340、相敏检波电路350、信号采集模块400、模数转换单元410、信号处理单元420，低通滤波电路510、比较器520、倍频器530、倾角采集单元540。具体实施方式为了使本专利技术的专利技术目的、技术方案及技术效果更加清楚明白，以下结合附图对本专利技术的具体实施例进行描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参见图1，本专利技术实施例提供一种面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器10。面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器包括激励模块200、探头100、锁相放大模块300、信号采集模块400。所述探头100包括探头输入端110、探头输出端120。所述激励模块200用于输出激励信号和参考信号。所述探头100用于感测被测磁场。所述探头输入端110用于输入所述激励信号。所述探头输出端120用于输出感应信号。所述锁相放大模块300与所述激励模块200连接，用于输入所述感应信号和所述参考信号，并输出计算被测磁场的直流信号。所述信号采集模块400与所述激励模块200连接，用于处理所述直流信号得到被测磁场强度。所述激励模块200输出的激励信号可以激励所述探头100产生感应信号。所述感应信号可以为感应电压。所述感应信号中包含与被测磁场分量成正比的二次谐波电压分量。所述激励模块200输出的激励信号和参考信号输入所述锁相放大模块300后对比处理输出所述直流信号。所述直流信号携带有与被测磁场相关的物理量。通过所述信号采集模块400对所述直流信号进行采样、分析、处理可以得出被测磁场的强度。本专利技术所述的面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器10能够通过所述探头100感应微弱的被测磁场，并将感应信号通过锁相放大模块300处理得到能够得出被测磁场强度的直流信号。因此所述面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器10对微弱的被测磁场具有探测精度高的优点。请参见图2，所述探头100可以为差分结构。差分结构可抑制感应电压中与被测磁场强度无关的基波分量。所述探头100可以包括两个间隔设置的磁芯130。每个所述磁芯130包括相对的两端。两个所述磁芯130同向的一端可以通过同一根激励线圈131连接。所述激励线圈131可以作为所述探头输入端110。两个所述磁芯130的同向的另一端也可以通过一根感应线圈132缠绕连接。所述感应线圈132作为所述探头输出端120。所述磁芯130可以为钴基非晶态软磁合金材料。所述钴基非晶态软磁合金材料具有高磁导率、低矫顽力以及低磁场饱和强度的优点。所述激励模块200可以通过所述激励线圈131输入所述激励信号。所述激励信号可以为交变磁场信号。两个所述磁芯130内部的磁场强度等于被测磁场强度与交变磁场信号之和。当被测磁场强度强度不为零时，将导致两磁芯130进入饱和区的时间不同，进而使得磁感应强度不对称。所述感应线圈132中会感应出与被测磁场有关的感应电压。由于磁导率的调制作用，所述感应电压的二次谐波成分与被测磁场的强度成正比。因此，通过检测所述二次谐波信号即可获得被测磁场相关信息。所述锁相放大模块300通过对所述探头输出端120输出的所述感应电压处理得到所述直流信号，而所述直流信号与所述二次谐波信号相关。所述信号采集模块400通过对所述直流信号处理得到被测磁场的强度。通过所述被测磁场的强度能够识别产生磁场的具体物质，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器，其特征在于，包括：激励模块(200)，用于输出激励信号和参考信号；探头(100)，用于感测被测磁场，包括：探头输入端(110)，用于输入所述激励信号，探头输出端(120)，用于输出感应信号；锁相放大模块(300)，与所述激励模块(200)连接，用于输入所述感应信号和所述参考信号，并输出计算被测磁场的直流信号；信号采集模块(400)，与所述激励模块(200)连接，用于处理所述直流信号得到被测磁场强度。

【技术特征摘要】
1.一种面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器，其特征在于，包括：激励模块(200)，用于输出激励信号和参考信号；探头(100)，用于感测被测磁场，包括：探头输入端(110)，用于输入所述激励信号，探头输出端(120)，用于输出感应信号；锁相放大模块(300)，与所述激励模块(200)连接，用于输入所述感应信号和所述参考信号，并输出计算被测磁场的直流信号；信号采集模块(400)，与所述激励模块(200)连接，用于处理所述直流信号得到被测磁场强度。2.如权利要求1所述的面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器，其特征在于，所述激励模块(200)包括：波形发生电路(210)，用于输出所述激励信号和所述参考信号；功率放大电路(220)，连接于所述波形发生电路(210)和所述探头输入端(110)之间，用于放大所述激励信号；所述锁相放大模块(300)分别与所述波形发生电路(210)和所述探头输出端(120)连接，并输出用于计算被测磁场的直流信号。3.如权利要求1所述的面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器，其特征在于，还包括低通滤波电路(510)，所述低通滤波电路(510)连接于所述锁相放大模块(300)和所述信号采集模块(400)之间。4.如权利要求2所述的面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器，其特征在于，所述锁相放大模块(300)包括依次连接的前置放大电路(320)、带通滤波电路(330)、相敏检波电路(350)，以及与相敏检波电路(350)连接的移相电路(310)，所述移相电路(310)用于输入所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑小平，杨丽，耿华，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11