基于磁场传感的膜检查方法技术

公开了一种检测缺陷并且确保具有磁性功能化颗粒的膜的完整性的方法，该方法包括在膜上移动磁力计以测量至少一个磁特性，将测得的特性的位置进行映射，确定测得的特性中的异常，其中包括这些异常的位置，以及修补确定有异常的位置处的膜。异常的位置处的膜。异常的位置处的膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于磁场传感的膜检查方法


[0001]本专利技术总体上涉及合成膜的质量保证领域。

技术介绍

[0002]合成膜(如土工膜和土工合成材料)在全球范围内用于围堵应用。合成膜通常用于围堵例如由矿山开采、废物管理和石油化学而产生的污染物。合成膜也可以用于蓄水以及许多其他应用。
[0003]举几个例子来说，对于如采矿、废物管理和水产养殖等多种应用，膜完整性是环境保护的关键，在大面积安装膜期间，由于各种原因(包括热约束和使用切割工具)，可能会出现结构缺陷。验证膜完整性对于符合政府机构设定的允许泄漏率至关重要。
[0004]膜初始安装后，其表面易于接近，便于进行完整性验证，通过比如漏电位置勘测方法，可以有效地发现并修补针孔大小的孔。然而，在许多应用中，如当由膜围堵固体材料时，在膜上添加一层保护性土(例如，沙子或岩石)，这可能导致移动，并且使围堵系统中有薄弱点(例如，受环境约束)。此外，添加一层保护性土的行为涉及在膜上使用机械设备，这可能会在添加土之前或期间使膜有褶皱和其他缺陷。一旦膜被掩埋，就无法直观地检测这些缺陷。保留流体的膜也是如此。
[0005]一种已经用于这种难以接近的被掩埋或覆盖的膜的技术是将导电膜与高电压扫帚配对来检测针孔大小的孔。例如，迄今为止，在一些设施中，在膜顶部添加了1米厚的沙层(即，约0.5
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2.0米厚，优选地约0.6
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1米厚)，以保护膜免受危险物体和/或重型机械的影响。然而，用于添加例如沙子的土方工程作业本身可能由于机械使用不当而导致膜破裂或发生缺陷，需要在交付客户之前再次验证膜完整性(添加沙子后)。一种已经用于在膜被覆盖后验证膜完整性的方法是ASTM 7007，其利用偶极子技术，该技术基于将被覆盖的膜、膜背衬上的孔与连接在勘测区域外的电极之间的电气回路的闭合。该方法可以用于检测约1米土质材料下直径至少为1毫米的漏洞。然而，偶极子技术需要将仪器现场校准，并且取决于环境条件，如土湿度或未冻结土。测试现场必须电绝缘，土质覆盖材料必须存在适当的导电环境和组分。因此，土必须湿润，这使得该技术对环境变化敏感。此外，操作员必须接受培训，设备必须定期重新校准，并且高电压设备必须在数千平方米上逐米地移动。
[0006]上述偶极子检查技术用于缺陷检测，但由于设备人工移位非常缓慢、使用便利性低以及环境因素(比如雨、雪、冻土和湿/干土)，该技术的现场应用面临采用阻碍。这些因素对采用和部署防止污染物泄漏到环境中的膜造成了负担，尤其是在立法不断增加、允许泄漏率和精度不断降低的情况下。

技术实现思路

[0007]通过一种基于磁场传感的新的检查方法来总体上降低现有技术的缺点。
[0008]在一个实施例中，详细描述了一种独立于环境约束并且基于磁性的无创性方法。将膜组分改变成包含金属磁性颗粒，金属磁性颗粒以可以由磁力计检测到的方式改变地球
磁场线。磁力计是用于确定磁场的强度和取向的系统，并且可以基于各种物理实施方案。膜可以是单层或多层(比如国际公开号WO/2017/173548 A1中描述的膜)，其中金属磁性颗粒包含在多层膜的中一层或多层中。
[0009]膜可以完全磁化至饱合，或者经由添加至膜的颗粒的增强的磁化率而简单地极化。覆盖的膜材料的移位或缺失会产生来自膜背景信号的磁场异常。具有足够灵敏度的磁力计在膜区域上扫描以映射异常曲线图。所获得的偶极子特征直接导向缺陷位置或梯度测量装置中的轮廓。对于在约0.5米的距离或深度处的直径为厘米大小的孔，AlNiCo掺杂膜的异常可以达到几纳特斯拉(nT)，这是可由市场上的磁力计很容易检测到的强度。
[0010]矢量磁力计(比如David Roy
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Guay在国际公开号WO/2017173548中公开的矢量磁力计)可以用于提供关于缺陷的形状、距离或体积的附加信息。各个场分量用于以无法通过仅获取磁场强度而获得的方式来区分相近的单独的缺陷。
[0011]在另一实施例中，本专利技术的方法可以用于检测位于暴露的膜上或具有回填层的被掩埋(或覆盖)的膜上的缺陷。
[0012]磁力计还可以被布置成提供传感器之间的相互关系的阵列，可以被用于降低噪声并增强定位准确度、空间分辨率和分类质量。张量梯度测量勘测还可以有利地加速测量速度以及广泛区域的覆盖。
[0013]在理解将要描述或将在所附权利要求中指示的示例性实施例后，本专利技术的其他以及进一步的方面和优点将是显而易见的，并且通过在实践中应用本专利技术，本领域技术人员将想到本文没有提及的各种优点。
附图说明
[0014]参考附图，从以下描述中，本专利技术的上述和其他方面、特征和优点将变得更加显而易见，在附图中：
[0015]图1是安装在土工现场中的磁性功能化土工膜的示意图，该磁性功能化土工膜在填充材料下具有土工膜缺陷；
[0016]图2是不同膜磁化技术的图示；
[0017]图3是数字模拟磁场分量的图示；
[0018]图4是利用整合有一个或多个磁力计的替代性运输工具的膜检查方法的图示；以及
[0019]图5是根据本文的方法获得的确定缺陷的实验梯度测量数据的图示。
具体实施方式
[0020]下问描述了基于磁场传感的新型膜检查方法。尽管根据具体的说明性实施例描述了该方法，但是应当理解，本文描述的实施例仅作为示例，并且不旨在由此限制所公开的改进范围。
[0021]如本文所用的，“％(按重量计)”是指与所讨论的相或组合物的总重量百分比相比的重量％。
[0022]“约”、“近似”或“大概”是指％(按重量计)、时间、pH或温度的值可以取决于用于评估这些％(按重量计)、时间、pH或温度的方法或装置的误差界限而在一定范围内变化。通常
接受的误差界限是10％。
[0023]就本申请而言，术语“膜”包括衬垫、片材、层或通常对应于膜的任何其他材料，尤其包括土工膜，如本领域技术人员所理解的。
[0024]本文公开了一种使用磁敏装置检查膜以检测膜中漏洞的方法，磁敏装置包括如磁通门磁力计和原子蒸气磁力计等磁力计。可以有利地用于该方法中以检测磁场的多个方面的其他装置包括用于检测磁阻、超导量子干涉、霍尔效应和/或晶体中的质子、磁光或自旋杂质的微机电系统(MEMS)和装置，这些微机电系统和装置可以作为标量磁力计或矢量磁力计。
[0025]根据所公开的方法的至少一个方面，在覆盖区域的屏障膜中检测漏洞，其中磁性颗粒遍及该膜分散。将至少一个装置经过该区域，以测量并映射铺设膜的区域中的磁场的方面。可以通过与测量位置相关联地(比如X
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Y网格系统上的网格点)存储所测得的磁场的方面，来完成映射。位置可以基于例如具有所需精确度的GPS坐标，比如通过实时动态(RTK)(实时动态可以提供厘米范围内的精确度)，其中网格点之间的间距与磁力计阵列间距相关。可以有利地在地面中邻近该区域放置柱体，以用作同一地点处的恒定网格点，用于后续的检查、测量和修补。
[0026]该区域将具有由地球自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种确保膜的完整性的方法，包括以下步骤：测量所述膜的区域上的至少一个磁特性，其中，所述膜包括分散在其中的磁化磁性颗粒；确定任何所述测得的磁特性具有异常的位置；以及在所述确定的位置处修补所述膜。2.如权利要求1所述的方法，其中，在执行所述修补步骤之前，在所述膜的基本上整个区域上执行所述测量步骤，并且所述方法进一步包括将每个测得的磁特性与所述膜的进行测量的映射位置相关联的步骤。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述装置是磁力计。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述磁力计是矢量磁力计。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法步骤是在使用前制造所述膜的一部分。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述膜是土工膜，并且在所述土工膜安装在土工现场并且被填充材料覆盖时执行所述方法的所述步骤。7.如权利要求1所述的方法，其中，所述磁特性是强度和矢量分量中的至少一者。8.一种确定土工膜中的缺陷的方法，包括以下步骤：在具有磁化土工膜的区域上移动装置，所述磁化土工膜具有遍及所述土工膜分散的磁性颗粒，其中，所述装置测量至少一个选定的磁特性；通过将每个测得的磁特性与所述土工膜的获取所述测得的磁特性的位置相关联来映射所述测得的磁特性；以及确定所述土工膜的任何位置，在所述任何位置处，所述测得的选定磁特性异常于大部分所述区域上的所述测得的选定磁特性。9.如权利要求8所述的方法，进一步包括在所述测得的选定磁特性具有异常的所述映射位置处修补所述土工膜的步骤。10.如权利要求8所述的方法，其中，所述装置是磁力计。11.如权利要求10所述的方法，其中，所述磁力计是矢量磁力计。12.如权利要求10所述的方法，其中，所述磁力计为阵列形式。13.如权利要求8所述的方法，其中，所述装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：SOLMAX国际公司，
类型：发明
国别省市：