PCCP钢丝断丝检测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种PCCP钢丝断丝检测系统，包括主控计算机、探测主机、接收探头、发射探头、车体和测距轮，所述主控计算机、探测主机、接收探头、发射探头和测距轮均设于所述车体上且随所述车体一同行进，所述接收探头、发射探头和测距轮、主控计算机均与所述探测主机连接；所述发射探头包括发射线圈和屏蔽盘，所述发射线圈设于所述屏蔽盘中，所述屏蔽盘至少用于衰减所述发射线圈与接收探头之间的直接耦合信号；所述测距轮，用以依据行进的位置变化生成所述脉冲信号。所述探测主机，至少用以由所述测距轮输出的脉冲信号触发，采集所述同步参考信号和经处理的所述电压信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混凝土领域，尤其涉及一种PCCP钢丝断丝检测系统。
技术介绍
PCCP管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe)是带钢筒的预应力混凝土管的简称，是目前国际上使用广泛的大口径、耐高压管材，由嵌埋薄钢筒的管芯、缠在管芯外的预应力钢丝(直径)和钢丝外的水泥砂浆保护层组成，如图1所示。管子的两端分别焊有钢制的承口圈和插口圈，管子的柔性接头采用滑动胶圈密封。在工作状态下，嵌埋在管壁中的薄钢筒具有抗渗功能，缠绕在管芯外的预应力钢丝及管芯的混凝土壁承受管材的内水压力及外荷载，因此PCCP管是一种将钢管与普通预应力混凝土管的优点相结合的管种。远场涡流变压器耦合(RFECTC)技术采用内探头方式检测金属管材，此技术的特点在于既能检查黑色金属材料，又能检查有色金属材料，并且对内部的或外部的异常情况具有相同的灵敏度。采用单探头就能探测凹坑、裂纹和管壁的整体减薄。采用一个激励线圈在管壁内以低的磁化水平感应出周向的涡流,与较常规的涡流检测不同，该技术将检测线圈沿着管道放置在距激励线圈2～3倍管径处，检测器信号相对于激励线圈的相位通常被用作管壁特性的度量。由频率相当低的正弦信号所驱动的激励线圈，在管道中产生的内部电磁场，能在激励线圈的两边分成三个性质不同的区域，这些区域被称为直接耦合区、过渡区和远场区，如图1所示，远场涡流变压器耦合技术原理示意图。尽管多少受到管道存在的影响，直接耦合区主要是来自激励线圈直接对准的耦合，起一个简单的变压器的作用。直接激励的强度在激励线圈的附近是很大的，但随距激励线圈的距离增加而迅速衰减，大多数的涡流仪器工作在此直接激励区或近场区。然而，在设备尺寸有限的条件下，激励线圈和接收线圈的距离不能满足2-3倍管径的距离要求，就无法实现有效的断丝检测。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在设备尺寸有限的条件下实现PCCP管的断丝检测。为了解决这一技术问题，本专利技术提供了一种PCCP钢丝断丝检测系统，包括主控计算机、探测主机、接收探头、发射探头、车体和测距轮，所述主控计算机、探测主机、接收探头、发射探头和测距轮均设于所述车体上且随所述车体一同行进，所述接收探头、发射探头和测距轮、主控计算机均与所述探测主机连接；所述发射探头包括发射线圈和屏蔽盘，所述发射线圈设于所述屏蔽盘中，所述发射线圈，至少用以响应所述探测主机输入的交流信号，发射相应的电磁波信号，从而在PCCP管壁上感应出涡流信号；所述屏蔽盘至少用于衰减所述发射线圈与接收探头之间的直接耦合信号；所述交流信号包括了互相匹配的测试交流信号和同步参考交流信号；所述接收探头，至少用以响应所述涡流信号，从而感应出与所述交流信号相对应的电压信号，并传输至所述探测主机；所述电压信号包括与所述测试交流信号对应的测试电压信号以及与所述同步参考交流信号对应的同步参考电压信号；所述探测主机，至少用以：生成所述交流信号，并输出至所述发射探头和主控计算机；由所述测距轮输出的脉冲信号触发，采集经处理的所述同步参考电压信号和所述测试电压信号；将经处理的所述同步参考电压信号与所述测试电压信号处理后上传至所述主控计算机；所述主控计算机，至少用以：响应人为输入或依据预设信息自动控制所述探测主机的运作；响应人为输入或依据预设信息自动处理自所述探测主机接收到的信号；从而存储并显示检测结果；所述测距轮，用以依据行进的位置变化生成所述脉冲信号。所述屏蔽盘为双层屏蔽结构，包括一层铜皮层和一层铁皮层。所述发射探头通过一长度可调的探头支撑臂安装于所述车体上。所述支撑臂固定设于所述车体上，使得所述接收探头和发射探头沿PCCP管径向排布，且进一步使得所述接收探头位于PCCP管内侧的顶部，发射探头位于PCCP管内侧的底部。所述探测主机至少包括发射机、接收机和数据采集卡，所述发射机与所述发射探头连接，所述接收机与所述接收探头连接，所述数据采集卡分别与所述接收机和主控计算机连接，所述发射机还与所述主控计算机连接。所述发射机包括信号源和功率放大器，所述信号源用以产生所述交流信号；所述功率放大器用以对所述交流测试流信号进行功率放大，并将所述同步参考交流信号和放大后的测试交流信号传输至所述发射探头，使之实现电磁波信号的发射。所述信号源包括低功耗单片机、DDS芯片、低通滤波器和反相器，所述低功耗单片机、DDS芯片、低通滤波器和功率放大器依次连接，从而通过所述功率放大器输出所述测试交流信号；所述低功耗单片机、DDS芯片和反相器依次连接，从而通过所述反相器输出同步参考交流信号。所述功率放大器包括前置放大电路、功率放大电路和稳压电源，所述交流信号依次经过所述前置放大电路和功率放大电路实现放大，从而通过所述功率放大电路输出，所述稳压电源分别与所述前置放大电路和功率放大电路连接。所述接收机包括锁相放大器，所述接收探头包括接收线圈和低噪声放大器，经所述接收线圈感应到的测试电压信号和同步参考电压信号依次经所述低噪声放大器和锁相放大器处理后输入到所述数据采集卡。所述探测主机还包括电源控制模块，所述电源模块包括充电器、蓄电池、检测电阻和蓄电池监控芯片，所述蓄电池监控芯片分别与所述蓄电池和检测电阻连接，所述充电器和检测电阻均与所述蓄电池连接，所述蓄电池监控芯片还通过单片机与所述主控计算机连接。本专利技术在设备尺寸有限的条件下考虑到发射探头和接收探头直接耦合过来的能量远大于远场涡流信号的能量。通过屏蔽盘的设置，可以衰减或阻断发射探头和接收探头之间，即激励线圈和接收线圈之间的直接耦合路径，突出远场涡流信息，使远场距离远小于2-3倍管径。此外，本专利技术还引入了测距轮，将数据的采集与系统的位置变化联系起来，从而使得检测效果更佳。附图说明图1是现有技术中远场涡流变压器耦合技术原理示意图图2是本专利技术一实施例中PCCP钢丝断丝检测系统的连接示意图；图3是本专利技术一实施例中PCCP钢丝断丝检测系统的结构示意图；图4是本专利技术一实施例中探测主机的结构示意图；图5是本专利技术一实施例中信号源的与原理框图；图6是本专利技术一实施例中功率放大器的原理框图；图7是本专利技术一实施例中锁相放大器的原理框图；图8是本专利技术一实施例中电源监控模块的原理框图。具体实施方式以下将结合图1至图8对本专利技术提供的PCCP钢丝断丝检测系统进行详细的描述，其为本专利技术一可选的实施例，可以认为，本领域的技术人员在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PCCP钢丝断丝检测系统，包括主控计算机、探测主机、接收探头、发射探头、车体和测距轮，所述主控计算机、探测主机、接收探头、发射探头和测距轮均设于所述车体上且随所述车体一同行进，所述接收探头、发射探头和测距轮、主控计算机均与所述探测主机连接；所述发射探头包括发射线圈和屏蔽盘，所述发射线圈设于所述屏蔽盘中，所述发射线圈，至少用以响应所述探测主机输入的交流信号，发射相应的电磁波信号，从而在PCCP管壁上感应出涡流信号；所述屏蔽盘至少用于衰减所述发射线圈与接收探头之间的直接耦合信号；所述交流信号包括了互相匹配的测试交流信号和同步参考交流信号；所述接收探头，至少用以响应所述涡流信号，从而感应出与所述交流信号相对应的电压信号，并传输至所述探测主机；所述电压信号包括与所述测试交流信号对应的测试电压信号以及与所述同步参考交流信号对应的同步参考电压信号；所述探测主机，至少用以：生成所述交流信号，并输出至所述发射探头和主控计算机；由所述测距轮输出的脉冲信号触发，采集经处理的所述同步参考电压信号和所述测试电压信号；将经处理的所述同步参考电压信号与所述测试电压信号处理后上传至所述主控计算机；所述主控计算机，至少用以：响应人为输入或依据预设信息自动控制所述探测主机的运作；响应人为输入或依据预设信息自动处理自所述探测主机接收到的信号；从而存储并显示检测结果；所述测距轮，用以依据行进的位置变化生成所述脉冲信号。...

【技术特征摘要】
1.一种PCCP钢丝断丝检测系统，包括主控计算机、探测主机、接收探头、发
射探头、车体和测距轮，所述主控计算机、探测主机、接收探头、发射探头和
测距轮均设于所述车体上且随所述车体一同行进，所述接收探头、发射探头和
测距轮、主控计算机均与所述探测主机连接；
所述发射探头包括发射线圈和屏蔽盘，所述发射线圈设于所述屏蔽盘中，
所述发射线圈，至少用以响应所述探测主机输入的交流信号，发射相应的电磁
波信号，从而在PCCP管壁上感应出涡流信号；所述屏蔽盘至少用于衰减所述
发射线圈与接收探头之间的直接耦合信号；所述交流信号包括了互相匹配的测
试交流信号和同步参考交流信号；
所述接收探头，至少用以响应所述涡流信号，从而感应出与所述交流信号
相对应的电压信号，并传输至所述探测主机；所述电压信号包括与所述测试交
流信号对应的测试电压信号以及与所述同步参考交流信号对应的同步参考电压
信号；
所述探测主机，至少用以：
生成所述交流信号，并输出至所述发射探头和主控计算机；
由所述测距轮输出的脉冲信号触发，采集经处理的所述同步参考电压信号
和所述测试电压信号；
将经处理的所述同步参考电压信号与所述测试电压信号处理后上传至所述
主控计算机；
所述主控计算机，至少用以：
响应人为输入或依据预设信息自动控制所述探测主机的运作；
响应人为输入或依据预设信息自动处理自所述探测主机接收到的信号；
从而存储并显示检测结果；
所述测距轮，用以依据行进的位置变化生成所述脉冲信号。
2.如权利要求1所述的PCCP钢丝断丝检测系统，其特征在于：所述屏蔽盘为
双层屏蔽结构，包括一层铜皮层和一层铁皮层。
3.如权利要求1所述的PCCP钢丝断丝检测系统，其特征在于：所述发射探头
通过一长度可调的探头支撑臂安装于所述车体上。
4.如权利要求3所述的PCCP钢丝断丝检测系统，其特征在于：所述支撑臂固
定设于所述车体上，使得所述接收探头和发射探头沿PCCP管径向排布，且进
一步使得所述接收探头位于PCCP管内侧的顶部，发射探头位...

【专利技术属性】
技术研发人员：田华，彭正辉，徐进，王春和，朱今祥，吴燕民，钱明，吴国芳，于符静，扈罗全，杜泽，许晓东，王娜，
申请(专利权)人：苏州混凝土水泥制品研究院有限公司，信息产业部电子第二十二研究所青岛分所，
类型：发明
国别省市：江苏;32