本发明专利技术提供装置和方法，在此说明的装置用于测量和/或监测试样内部的磁场强度，该装置包括：由非磁性材料制成的固定单元；具有传感器的磁场强度测量设备；以及第一长条构件和第二长条构件，长条构件由具有高相对导磁率的材料制成，长条构件分别具有第一端部和第二端部，固定单元将长条构件支承为固定姿势，以通过使第一长条构件的第一端部和第二长条构件的第一端部位于相互相对的位置来形成间隙，固定单元在间隙的内部或间隙的实质上的内部支承测量设备的传感器。承测量设备的传感器。承测量设备的传感器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】装置和方法
[0001]本专利技术涉及一种用于测量强磁性材料的试样内部的磁场强度的装置。本专利技术还提供一种以非破坏性方式测量试样内部的磁场强度的方法。
技术介绍
[0002]监测海底设备是石油公司和燃气公司的重要任务。这是因为设备故障的结果可能是灾难性的。这样的例子之一是海底管线的腐蚀的监测。海底管线在海沟内存在于海底或埋设在海底的内部，输送石油、气体或水等物质。
[0003]管线的尺寸和材料根据所使用的用途而不同。管线的直径为50mm至2m，壁厚度为10mm至75mm。管道能够在始终实现目的的同时最长在海底存在20年，因此必须由坚固且具有耐久性的材料制成。因此，由于管线通常由本质上是铁氧体的高耐力强度钢制成，所以能够被磁化。
[0004]对管线的寿命的威胁之一是腐蚀，特别是内部腐蚀。在管道的外部发生了腐蚀的情况下，能够容易检查管道。但是，对内部腐蚀进行监测是非常困难的。具体地说，局部腐蚀是特有的威胁。这是因为局部腐蚀与一般的腐蚀相比腐蚀快，并且具有不均匀的成长特性，所以难以预测。
[0005]在检查管道的情况下，与破坏试验技术相比优选非破坏试验技术。这是因为非破坏试验技术不会使管道中的流动产生任何紊乱。现有技术包括涡电流和磁通泄漏。但是，在这些技术中，工作中需要大量的电力。此外，在现有技术中，生成大量的数据，因此不适合长时间保持原状地放置，因此几乎不能以持续监测的用途在海底使用。将超声波传感器用于持续监测，已经发展了多年。但是，覆盖管道表面的大面积的超声波的可测量性是困难的，在超声波传感器网格中局部劣化的监测是无效的。关于基于超声波的海底监测技术的另一个课题在于，单元构成要素成本提高设备的整体成本，不能配置多个传感器设备以充分覆盖高风险的位置。
[0006]除了上述以外，用于测量腐蚀的现有技术由于多种理由，不适合长期即20年的设置。多种理由是指：不断地需要大量的电力；需要周期性地进行与潜水员或机器人的交互；现有的构成要素不能在这样的长时间内工作；现有的构成要素不能在高压下工作；现有的构成要素需要不容易获得的消耗品；以及现有的构成要素不能在大的温度范围(摄氏0～80度)内工作。
[0007]能够使用沿管线的内部通过的清管器来检查海底管线内部(管内检查)。这些设备执行磁通泄漏法和/或超声波法。但是，这些技术的主要缺点是管道必须是“可清管”的，即，管道内必须是不存在任何障碍物，管道的几何形状必须是适当的形状等。
[0008]因此，根据海底管线及其他这样的结构的状态，由于监测这些状态所需的设备的成本和复杂性高，所以可利用的数据非常有限。这是因为设备需要承受海底的恶劣环境。
[0009]目前，不存在提供管道壁内的磁场的连续测量的方法。此外，通常也不存在测量磁化的材料内部的磁场的方法。
[0010]因此，需要一种能够以非破坏性方式直接监测铁氧体材料的壁厚度状态的系统。该系统不需要主要的干预，并且不需要大量的能量，应当能够无限制地发挥功能。
技术实现思路
[0011]因此，本专利技术的目的在于提供一种能够监测/测量铁氧体材料内部的磁场强度的铁氧体材料用的新型测量设备。
[0012]上述课题与海底管线相关，但是本专利技术不限定于这样的用途。本专利技术能够应用于取得试样内部的磁通密度的测量值的任意的设备/结构。
[0013]根据本专利技术的第一方式，提供一种用于测量试样内部的磁场强度的装置。装置可以包括由非磁性材料制成的固定单元。装置可以包括具有传感器的磁场强度测量设备。装置可以包括第一长条构件和第二长条构件。长条构件可以由具有高相对导磁率的材料制成。长条构件可以分别具有第一端部和第二端部。固定单元可以将长条构件支承为固定姿势，以通过使第一长条构件的第一端部和第二长条构件的第一端部位于相互相对的位置来形成间隙。壳体可以在间隙的内部或间隙的实质上的内部支承测量设备的传感器。试样可以由强磁性材料制成。长条构件可以分别配置成存在于试样的表面上或与试样的表面相邻。
[0014]固定单元可以是壳体。固定单元可以是临时或永久的固定单元。固定单元可以是非磁性的螺栓或夹具。固定单元可以是焊接部或粘接剂。
[0015]长条构件可以分别具有纵轴。纵轴的中心与其他长条构件的纵轴的中心实质上一致。这保证了被测量的磁场仅为一个方向。纵轴可以从长条构件的各自的第一端部延伸到第二端部。
[0016]长条构件的纵轴可以与试样的纵轴一致。
[0017]长条构件可以由例如Hiperco50和Hiperco50A等具有小于约100微特斯拉等的低相对剩磁的材料制成。
[0018]长条构件的第一端部可以包括锥形部，该锥形部将长条构件的截面的区域减小到与测量设备上的传感器的截面的区域相同或实质上相同。这是为了使通过小的截面的区域的磁场集中，传感器获取更高的读取值。由此，能够进行更准确的读取。另外，在本专利技术中，虽然不测量管道壁中的磁场的实际值，但是测量与该值成比例的值。这是因为试样内部的磁场强度与长条构件的内部的磁场强度成比例的意想不到的技术效果。比例关系是否恒定，由长条构成要素的形状确定。因此，通过增加与被测量的表面的接触面积和/或减小截面的区域，比例关系的恒定性进一步变大。
[0019]磁场强度测量设备可以具有霍尔效应传感器。或者磁场强度测量设备可以具有磁阻传感器或任意其他方式的磁力计。
[0020]壳体可以具有适合于将电缆连接的至少一个连接部。壳体可以具有用于将电缆连接的多个连接部。壳体的连接部可以为了防止水的渗入而密闭。只要长条构件和磁场强度测量设备被保持在固定位置，就可以不需要壳体。
[0021]试样可以是管道等金属导管。试样可以是任意的铁氧体材料。试样可以是任意的形状和尺寸。为了进行准确的读取，理想的是，试样应当比本装置至少大2～3倍。
[0022]壳体和长条构件可以安装于试样。或者装置可以配置在试样上。装置可以永久地
固定于试样。装置可以通过螺钉、粘接剂或任意种类的紧固机构固定。为了测量遍及试样整体而不同的磁场强度，可以存在固定于试样的装置的阵列。为了在不同的方向上测量试样的磁场强度，装置可以配置在不同的方向上。阵列可以提供试样状态的详细数据集。可以存在配置在本专利技术装置附近的追加的监测设备。这种追加的设备可以用于测量从试样的表面发出的磁场的大小和方向。这些追加的监测设备可以通过参照本专利技术所示的试样内部的磁场的值来进行校正。
[0023]测量设备可以测量0～+/
‑
15000高斯左右的磁场强度或最大到试样的磁饱和水平。此外，测量设备可以将磁场测量为表示试样内部的磁通方向的试样范围内的正或负的值。
[0024]第一长条构件和第二长条构件可以分别在比第一端部靠向第二端部的一侧具有面接触于试样的接触面。
[0025]第一长条构件和第二长条构件可以分别具有在第一端部和第二端部之间从试样离开并延伸的延伸部。可以是越接近第一端部，延伸部越远离试样。
[0026]第一长条构件和第二长条构件可以与延伸部相比在接触本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，用于测量和/或监测试样内部的磁场强度，所述装置的特征在于包括：由非磁性材料制成的固定单元；具有传感器的磁场强度测量设备；以及第一长条构件和第二长条构件，所述第一长条构件和所述第二长条构件由具有高相对导磁率的材料制成，所述第一长条构件和所述第二长条构件分别具有第一端部和第二端部，所述固定单元将所述第一长条构件和所述第二长条构件支承为固定姿势，以通过使所述第一长条构件的所述第一端部和所述第二长条构件的所述第一端部位于相互相对的位置来形成间隙，所述固定单元在所述间隙的内部或所述间隙的实质上的内部支承所述磁场强度测量设备的所述传感器。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一长条构件和所述第二长条构件分别配置成存在于所述试样的表面上或与所述试样的表面相邻，所述第一长条构件和所述第二长条构件分别具有纵轴，所述纵轴的中心与其他长条构件的纵轴的中心实质上一致。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一长条构件和所述第二长条构件的所述第一端部通过包括锥形部，将所述第一长条构件和所述第二长条构件的截面的区域减小到与所述磁场强度测量设备上的所述传感器的截面的区域实质上相同。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的装置，其特征在于，所述第一长条构件和所述第二长条构件分别在比所述第一端部靠向所述第二端部的一侧具有面接触于所述试样的接触面。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一长条构件和所述第二长条构件分别具有在所述第一端部和所述第二端部之间从所述试样离开并延伸的延伸部。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，越接近所述第一端部，所述延伸部越远离所述试样。7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述第一长条构件和所述第二长条构件与所述延伸部相比在所述接触面处宽度更宽。8.根据权利要求4至7中任意一项所述的装置，其特征在于，所述接触面在具有该接触面的所述第一长条构件或所述第二长条构件的宽度方向上弯曲。9.根据权利要求4至7中任意一项所述的装置，其特征在于，所述接触面在具有该接触面的所述第一长条构件或所述第二长条构件的长度方向上弯曲。10.根据权利要求4至9中任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置中的所述第一长条构件的所述接触面与所述第二长条构件的所述接触面之间的磁阻小于所述试样中的所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：冈部宣夫，菲利普，
申请(专利权)人：横河电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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