动态磁检测探头及电磁控阵方法技术

本发明专利技术提供一种动态磁检测探头及电磁控阵方法，所述动态磁检测探头包括动磁检测模块、主控制器模块和通信模块。主控制器模块与所述动磁检测模块电连接。通信模块与所述主控制器模块通讯连接，所述主控制器模块将采集到的数据传输给所述通信模块。本发明专利技术提供的一种动态磁检测探头可以检测尺度较小的缺陷并精度较高。

Dynamic Magnetic Detection Probe and Electromagnetic Array Method

The invention provides a dynamic magnetic detection probe and an electromagnetic array method. The dynamic magnetic detection probe includes a dynamic magnetic detection module, a main controller module and a communication module. The main controller module is electrically connected with the dynamic magnetic detection module. The communication module communicates with the main controller module, which transmits the collected data to the communication module. The dynamic magnetic detection probe provided by the invention can detect defects of small scale and has high accuracy.

【技术实现步骤摘要】
动态磁检测探头及电磁控阵方法
本专利技术涉及电子信息
，尤其涉及一种动态磁检测探头及电磁控阵方法。
技术介绍
油气管道缺陷内检测技术与装备的工业化、实用化意义重大。漏磁检测是目前国内外业已形成的管道缺陷内检测技术。漏磁检测技术是基于永磁铁提供的恒定磁场磁化检测区域管壁，通过霍尔传感器等磁场感测元件测量由管壁缺陷所产生的漏磁信号，根据漏磁信号特征识别管道缺陷信息。漏磁检测一般只能检测腐蚀等尺度较大的缺陷，而对于裂纹等尺度较小的缺陷检测精度很差。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种对尺度较小的缺陷检测精度高的动态磁检测探头及电磁控阵方法，所述动态磁检测探头包括：动磁检测模块，用于采集磁信号；主控制器模块，与所述动磁检测模块电连接，用于控制所述动磁检测模块的工作时序；通信模块，与所述主控制器模块通讯连接，所述主控制器模块将采集到的数据传输给所述通信模块。在一个实施例中，所述动磁检测模块包括：磁场激励线圈和差分接收线圈；所述磁场激励线圈导通脉冲电流，并在所述脉冲电流的下降时所述差分接收线圈接收磁场信号。在一个实施例中，所述动磁激励线圈包括绕制在PCB电路板上的多层螺旋导线；所述差分接收线圈包括绕制在PCB电路板上的前后差分式的多层螺旋导线。在一个实施例中，所述动磁检测模块还包括：高频脉冲电流发生装置，与所述磁场激励线圈电连接，以使所述磁场激励线圈导通高频脉冲电流。在一个实施例中，所述高频脉冲电流发生装置包括金属氧化物半导体场效应晶体管，用于产生高频脉冲电流。在一个实施例中，所述主控制器模块包括CPLD可编程逻辑器件、时钟芯片、复位芯片、和JTAG程序配置接口，所述时钟芯片、复位芯片、和JTAG程序配置接口分别与所述CPLD可编程逻辑器件电连接。在一个实施例中，所述CPLD可编程逻辑器件包括：时序控制单元和数据传输控制单元，所述时序控制单元和所述数据传输控制单元与所述通信模块电连接，用于给所述通信模块发送采集数据的时序并驱动所述通信模块。在一个实施例中，所述动态磁检测探头还包括：希尔伯特变换模块，所述希尔伯特变换模块包括与所述动磁检测模块电连接的希尔伯特变换器，用于对所述磁信号进行希尔伯特变化。在一个实施例中，所述希尔伯特变换模块还包括：第一低噪声放大器，设置在所述希尔伯特变换器和所述动磁检测模块之间；第二低噪声放大器，连接于所述希尔伯特变换器信号输出端；低通滤波器，设置在所述希尔伯特变换器和所述第二低噪声放大器之间。在一个实施例中，所述动态磁检测探头还包括与所述主控制器模块电连接的漏磁检测装置，所述漏磁检测装置为多通道霍尔芯片阵列，每个通道包括X、Y、Z轴三个垂直方向的霍尔芯片，用于检测空间漏磁信号。本专利技术还提供一种电磁控阵方法，包括：提供多个权利要求任一前述动态磁检测探头；通过控制系统，采用序贯控制方法通过序贯控制阵对所述动态磁检测探头进行控制。本专利技术所提供的动态磁检测探头通过采用动磁检测模块可检测出待测物具有较小尺度缺陷时显示出的缺陷信息。本专利技术可以检测尺度较小的缺陷并精度较高。附图说明图1为一个实施例的磁场检测探头的结构示意图；图2为另一个实施例的磁场检测探头的结构示意图；图3为一个实施例的磁场检测探头的采集时序图；图4为一个实施例的磁场检测探头中的软件流程图；图5为一个实施例的磁场检测探头的实测X轴漏磁信号三维波形图；图6为一个实施例的磁场检测探头的实测Y轴漏磁信号三维波形图；图7为一个实施例的磁场检测探头的实测Z轴漏磁信号三维波形图；图8为一个实施例的磁场检测探头的实测外表面缺陷动磁信号波形图；图9为一个实施例的磁场检测探头的实测内表面缺陷动磁信号波形图；图10为一个实施例的电磁控阵方法的序贯控制阵列示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本专利技术的技术方案进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术的技术方案，并不用于限定本专利技术的技术方案。请参阅图1，为本专利技术一个实施例提供的一种磁场检测探头10，包括：动磁检测模块200、主控制器模块300和通信模块400。主控制器模块300与所述动磁检测模块200电连接。通信模块400与所述主控制器模块300通讯连接，所述主控制器模块300将采集到的数据传输给所述通信模块400。所述磁场检测探头10还包括壳体100，所述动磁检测模块200、所述主控制器模块300和所述通信模块400设置在所述壳体100内。当检测输油管道时，本专利技术的磁场检测探头10在所述输油管道内运动进行磁场检测。所述动磁检测模块200用于采集磁信号。所述磁信号为所述磁场检测探头10所在位置上的磁场信号。本实施中的动态磁检测探头10，通过采用动磁检测模块200可检测出待测物具有较小尺度缺陷时显示出的缺陷信息。所述动磁检测模块200探头移动局部感应从而得到磁场演化，因此本专利技术可以检测尺度较小的缺陷并精度较高。在一个实施例中，所述动磁检测模块200包括磁场激励线圈210和差分接收线圈220。所述磁场激励线圈210导通脉冲电流，并在所述脉冲电流的下降沿所述差分接收线圈220接收磁场信号，以获得信噪比更高接的收信号。在一个实施例中，所述动磁激励线圈210为绕制在PCB电路板上的多层螺旋导线。所述差分接收线圈220为绕制在PCB电路板上的前后差分式的多层螺旋导线。多层螺旋导线可以有效消除干扰磁信号，提高了磁信号的信噪比。在一个实施例中，所述动磁检测模块200还包括高频脉冲电流发生装置230。所述高频脉冲电流发生装置230与所述磁场激励线圈210电连接，以使所述磁场激励线圈210导通高频脉冲电流。在一个实施例中，所述高频脉冲电流发生装置230包括金属氧化物半导体场效应晶体管，用于产生高频脉冲电流。在一个实施例中，所述主控制器模块300可包括CPLD可编程逻辑器件、时钟芯片、复位芯片、和JTAG程序配置接口。所述时钟芯片、所述复位芯片、和所述JTAG程序配置接口分别与所述CPLD可编程逻辑器件电连接。在一个实施例中，所述CPLD可编程逻辑器件包括时序控制单元和数据传输控制单元。所述时序控制单元和所述数据传输控制单元与所述通信模块电连接，用于给所述通信模块发送采集数据的时序并驱动所述通信模块。在一个实施例中，所述通信模块400包括查分双工通信芯片。传输距离远，传输速度达50Mbps，可以有效抵抗外界电磁干扰。请参阅图2，在一个实施例中，所述动态磁检测探头10还包括希尔伯特变换模块500。所述希尔伯特变换模块500包括与所述动磁检测模块200电连接的希尔伯特变换器，用于对所述磁信号进行希尔伯特变化。希尔伯特模块400的采用提高所述动磁检测模块200输出的磁信号的信噪比、延长所述磁信号观测时间、模拟信息转换的作用。在一个实施例中，所述希尔伯特变换模块500还包括：第一低噪声放大器，设置在所述希尔伯特变换器和所述动磁检测模块200之间；第二低噪声放大器，连接于所述希尔伯特变换器信号输出端；低通滤波器，设置在所述希尔伯特变换器和所述第二低噪声放大器之间。所述第一低噪声放大器接收所述动磁检测模块200输出的磁信号，对所述磁信号进行放大。放大后的磁信号输入到所述希尔伯特变换器进行希尔伯特变换。经过所述希尔伯特变换器变换过的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态磁检测探头，其特征在于，包括：动磁检测模块，用于采集磁信号；主控制器模块，与所述动磁检测模块电连接，用于控制所述动磁检测模块的工作时序；通信模块，与所述主控制器模块通讯连接，所述主控制器模块将采集到的数据传输给所述通信模块。

【技术特征摘要】
1.一种动态磁检测探头，其特征在于，包括：动磁检测模块，用于采集磁信号；主控制器模块，与所述动磁检测模块电连接，用于控制所述动磁检测模块的工作时序；通信模块，与所述主控制器模块通讯连接，所述主控制器模块将采集到的数据传输给所述通信模块。2.如权利要求1所述的动态磁检测探头，其特征在于，所述动磁检测模块包括：磁场激励线圈和差分接收线圈；所述磁场激励线圈导通脉冲电流，并在所述脉冲电流的下降时所述差分接收线圈接收磁场信号。3.如权利要求2所述的动态磁检测探头，其特征在于，所述动磁激励线圈包括绕制在PCB电路板上的多层螺旋导线；所述差分接收线圈包括绕制在PCB电路板上的前后差分式的多层螺旋导线。4.如权利要求2所述的动态磁检测探头，其特征在于，所述动磁检测模块还包括：高频脉冲电流发生装置，与所述磁场激励线圈电连接，以使所述磁场激励线圈导通高频脉冲电流。5.如权利要求4所述的动态磁检测探头，其特征在于，所述高频脉冲电流发生装置包括金属氧化物半导体场效应晶体管，用于产生高频脉冲电流。6.如权利要求1所述的动态磁检测探头，其特征在于，所述主控制器模块包括CPLD可编程逻辑器件、时钟芯片、复位芯片、和JTAG程序配置接口，所述时钟芯片、所述复位芯片、和所述JTAG程序配置接口分别与所述CPLD...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭静波，朴冠宇，胡铁华，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11