一种PCCP管断丝检测方法及检测设备技术

本发明专利技术公开了一种PCCP管断丝检测方法与检测设备，方法包括：每次检测时固定激发器，将检测器沿管道轴向以激发器为中心进行对称扫描，其中激发器和检测器正交放置；采用正向扫描一次，逆向扫描一次的采集方式，通过对检测信号的采集进行管道异常识别检测，包括：对采集获得的数据与基准值数据进行误差分析，对采集获得的数据本身的对称性进行误差分析，取两个误差分析的均值作为最终误差；当最终误差大于阈值时，存在断丝。设备包括：车架，车架上设有模块支架；模块支架用于支撑和固定动力模块以及激发模块，导向轴承用于激发模块的上下滑动；推手以及四组车轮用于推动设备在管道内移动；在车架的底部还设置有驱动机构和检测模块。块。块。

【技术实现步骤摘要】
一种PCCP管断丝检测方法及检测设备


[0001]本专利技术涉及预应力钢筒混凝土管检测领域，尤其涉及一种PCCP管断丝检测方法及检测设备。

技术介绍

[0002]预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe，简写PCCP)是一种高性能复合型管材，PCCP由于其性能优良，在国内外被广泛应用。自20世纪80年代末引入我国后，不仅广泛应用于农业和城市输水、跨流域引水等大型输水工程，而且在大型核电厂和火电厂的循环水工程、大型压力排水排污工程中得到普及，成为国家重点推广项目，是长距离、大口径、带压水利工程的首选管材，在国内已形成了一套包含：设计、制造、运输、施工、以及监理在内的较为完善的产业链。
[0003]环向缠绕的预应力钢丝的目的是保持混凝土压实，随着时间的推移，钢丝可能会被腐蚀并最终导致断裂，当发生这种情况时，所在部位管道强度下降。腐蚀进一步发展，同一部位出现更多断丝，管道强度显著降低，导致其包含的加压液体泄露，带来突发性和灾难性的爆管事故。爆管发生后，并不仅仅限于供水中断，还会引起交通中断、环境卫生、财产损失等问题。
[0004]目前，常用的断丝检测技术有远场涡流/变压器耦合(RFEC/TC)技术和基于正交电磁感应技术，具体地，RFEC/TC系统具有由线圈组成的激发器和接收器，激发器由交流信号驱动，产生的磁场信号会分为两部分，一部分在管道内传播被称为直接场，由于管壁中感应出涡流信号而迅速衰减；另一部分通过管壁径向向外扩散，并沿管道方向传播，之后又通过管壁重新扩散回来，被称为间接场。在远场区域，接收器感应出的电压信号主要是由于间接场导致的，间接耦合路径中的变化会导致接收信号幅度和相位的变化，从而可以检测出断丝是否存在。加拿大压力管道检测公司(PPIC)基于此技术开发的检测设备已应用于不少管线，但存在的问题主要是断丝信号的分析及检测结果的解释较为复杂，且检测器最好与激发器间隔2～3倍管径，这样不适合管道两端附近区域的检测。
[0005]基于正交电磁检测系统结构如图1所示，主要结构包括：激发器、检测器、磁屏蔽装置和控制装置(图中未画出)，其中激发器为线圈，检测器可以是线圈也可以是磁传感器，且两者正交放置。工作时激发器由交流信号驱动，激发出变化的磁场，根据电磁感应定律可知该磁场会在空间感应出相应的电场，此变化的电场作用在预应力钢丝上，导致钢丝内电流密度发生变化，断丝的存在会影响感应电流的变化，最终引起磁场的变化，测量由该电流在检测器中引起的电压或其他效应即可判断钢丝的状况。
[0006]目前市面上采用正交电磁检测系统的检测设备已经出现，但是大部分已有设备检测效果不佳，导致无法正常投入使用，严重影响该方法在断丝检测领域的普及。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种PCCP管断丝检测方法及检测设备，本专利技术通过对检测方法及相
应设备的设计，实现了对预应力钢丝腐蚀断丝的准确定位，可以及时发现机器的故障，详见下文描述：
[0008]一种PCCP管断丝检测方法，所述方法包括：
[0009]每次检测时固定激发器，将检测器沿管道轴向以激发器为中心进行对称扫描，其中激发器和检测器正交放置；
[0010]采用正向扫描一次，逆向扫描一次的采集方式，通过对检测信号的采集进行管道异常识别检测，包括：对采集获得的数据与基准值数据进行误差分析，对采集获得的数据本身的对称性进行误差分析，取两个误差分析的均值作为最终误差；
[0011]当最终误差大于阈值时，存在断丝。
[0012]其中，所述采集获得的数据与基准值数据进行误差分析，计算公式为：
[0013][0014]其中，data_record
i
为采集电压信号，data_std
i
为基准电压信号，n为采集次数。
[0015]其中，所述采集获得的数据本身的对称性进行误差分析，计算公式为：
[0016][0017]其中，data
i
,data_record
n+1
‑
i
为采集电压信号。
[0018]进一步地，所述两个误差分析的均值作为最终误差，计算公式为：
[0019]Error＝(Error0+Error1)/2。
[0020]其中，所述基准值数据的获取方法具体为：
[0021]1)分别对正向信号和逆向信号进行采集，并判断正负信号相加是否为零，如果是，执行步骤3)；如果否，执行步骤2)；
[0022]2)去噪声计算，然后执行步骤3)；
[0023]3)判断相同管道位置观测数据相对误差是否小于0.02，如果是，流程结束；如果否，重新执行步骤1)。
[0024]一种PCCP管断丝检测设备，所述设备包括：车架，所述车架上设有模块支架、导向轴承、四组车轮以及推手；
[0025]所述模块支架用于支撑和固定动力模块以及激发模块，导向轴承用于激发模块的上下滑动；
[0026]所述推手以及所述四组车轮用于推动设备在管道内移动；在所述车架的底部还设置有驱动机构和检测模块；
[0027]所述动力模块包括：缸体和上盖，
[0028]缸体包括两个平行的液压缸，分别被主活塞和辅活塞分割为上主腔室、下主腔室、上辅腔室以及下辅腔室；
[0029]上主腔室内设有齿条以及与之啮合的驱动齿轮，下主腔室内设有主弹簧和驱动活塞轴，驱动活塞轴末端设有关节轴承，另一端连接在主活塞上；
[0030]上辅腔室内设有辅弹簧以及从动活塞轴，从动活塞轴一端连接在辅活塞上，另一端用于连接加长杆上；驱动齿轮上设有传动轴，传动轴另一端穿过缸体连接输出轮上；
[0031]上盖上设有连通槽，连通槽用于连接上主腔室和上辅腔室，活塞轴孔用于穿过从动活塞轴，单向阀芯、阀芯弹簧、密封圈以及泄压阀孔构成单向阀结构，并与上盖泄压孔成为下辅腔室到上主腔室的闭合通路的关键环节；所述主活塞上设有齿条、泄压销、活塞体以及单向阀。
[0032]其中，所述驱动机构上设有下压手柄、第一连杆、第二连杆以及铰座，
[0033]所述第一连杆一端连接在铰座上，另一端铰接第二连杆以及与下压手柄固接，第二连杆另一端铰接在动力模块下方的关节轴承上。
[0034]进一步地，所述检测模块包括：
[0035]所述检测模块通过两个滑轨支座固定在车架底部，滑轨支座上设置有滑轨，在滑轨的一端设置有变速轮，所述变速轮与第一带轮同轴；所述变速轮用于连接驱动皮带并将转动传递到第一带轮上；
[0036]在滑轨的另一端设置有第二带轮，所述第二带轮与第一带轮通过从动皮带相连；在所述滑轨底部还设置有检测线圈，所述检测线圈通过检测线圈支架连接到滑块；从动皮带通过皮带压块固定在检测线圈支架上。
[0037]其中，所述激发模块包括：激励线圈及缓冲橡胶垫；
[0038]所述激励线圈设置在屏蔽罩与线圈挡板之间，利用紧固螺母一同固定在加长杆一端，所述加长杆另一端设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PCCP管断丝检测方法，其特征在于，所述方法包括：每次检测时固定激发器，将检测器沿管道轴向以激发器为中心进行对称扫描，其中激发器和检测器正交放置；采用正向扫描一次，逆向扫描一次的采集方式，通过对检测信号的采集进行管道异常识别检测，包括：对采集获得的数据与基准值数据进行误差分析，对采集获得的数据本身的对称性进行误差分析，取两个误差分析的均值作为最终误差；当最终误差大于阈值时，存在断丝。2.根据权利要求1所述的一种PCCP管断丝检测方法，其特征在于，所述采集获得的数据与基准值数据进行误差分析，计算公式为：其中，data_record
i
为采集电压信号，data_std
i
为基准电压信号，n为采集次数。3.根据权利要求2所述的一种PCCP管断丝检测方法，其特征在于，所述采集获得的数据本身的对称性进行误差分析，计算公式为：其中，data
i
，data_record
n+1
‑
i
为采集电压信号。4.根据权利要求3所述的一种PCCP管断丝检测方法，其特征在于，所述两个误差分析的均值作为最终误差，计算公式为：Error＝(Error0+Error1)/2。5.根据权利要求1所述的一种PCCP管断丝检测方法，其特征在于，所述基准值数据的获取方法具体为：1)分别对正向信号和逆向信号进行采集，并判断正负信号相加是否为零，如果是，执行步骤3)；如果否，执行步骤2)；2)去噪声计算，然后执行步骤3)；3)判断相同管道位置观测数据相对误差是否小于0.02，如果是，流程结束；如果否，重新执行步骤1)。6.一种PCCP管断丝检测设备，所述设备包括：车架，其特征在于，所述车架上设有模块支架、导向轴承、四组车轮以及推手；所述模块支架用于支撑和固定动力模块以及激发模块，导向轴承用于激发模块的上下滑动；所述推手以及所述四组车轮用于推动设备在管道内移动；在所述车架的底部还设置有驱动机构和检测模块；所述动力模块包括：缸体和上盖，缸体包括两个平行的液压缸，分别被主活塞和辅活塞分割为上主腔室、下主腔室、上辅腔室以及下辅腔室；上主腔室内设有齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁胡格吉乐，徐志敏，沈景托，高潮，王鹏，贺永方，张宁，
申请(专利权)人：天津精仪精测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：