不拆包覆层管道检测的对称差分式磁聚焦探头及实现方法技术

本发明专利技术公开了一种不拆包覆层管道检测的对称差分式磁聚焦探头及实现方法，包括支撑架；支撑架自上向下设有上差分式磁感器组件、第一硅钢片组件、第一激励线圈组件、零磁通点传感器组件、第二激励线圈组件、第二硅钢片组件和下差分式磁感器组件；支撑架最下端安有滑动件，第一、二激励线圈组件通过升降机构、微调机构调整上、下激励线圈的位置以确定零磁通面和零磁通点；零磁通点传感器组件装在零磁通点上，上、下差分式磁感器组件和第一、二硅钢片组件在零磁通面上下对称设置；上、下差分式磁感器组件和零磁通点传感器组件均与信号处理系统相连。本发明专利技术检测距离长，灵敏度高，操作简单，穿透性好的检测探头，实现对钢质管道缺陷检测及定位。检测及定位。检测及定位。

【技术实现步骤摘要】
不拆包覆层管道检测的对称差分式磁聚焦探头及实现方法


[0001]本专利技术涉及管道损伤检测
，具体涉及一种不拆包覆层管道检测的对称差分式磁聚焦探头及实现方法。

技术介绍

[0002]谐波磁场检测钢质管道技术中谐波激励源由低频信号和高频信号组成，兼顾了低频信号传播距离远、穿透性强和高频信号灵敏度高、对小缺陷敏感的特点，在埋地钢质管道、带包覆层钢质管道、地下综合管廊管道缺陷检测方面有了较好的应用。然而该技术在检测过程中目前还存在激励磁场对感应磁场造成干扰影响的缺陷信息判断、感应磁场信号不易提取和检测距离较近等问题。
[0003]现有专利A(CN112730599A)公开了一种基于FPGA的埋地管道损伤谐波磁场检测系统及实现方法，具体提出了软件数据处理方法，但是其需要复杂的算法程序才能实现感应磁场的有效提取；现有专利B(CN112730598A)公开了一种用于埋地钢质管道非开挖谐波磁场聚焦检测探头制作方法，并具体提出了利用电磁屏蔽膜排除外界干扰的方法，然而该方法不能解决激励磁场对感应磁场干扰的问题，因此，亟需一种具备磁场信号强，灵敏度高，操作简单，穿透性好的不拆包覆层管道检测的对称差分式磁聚焦探头及实现方法。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供了不拆包覆层管道检测的对称差分式磁聚焦探头及实现方法，能够实现在不拆包覆层对在役钢质管道进行缺陷检测，能够聚焦磁场，同时能够抵消激励磁场对缺陷判断的影响，并且能采集包含管道信息且无激励磁场干扰的感应磁场，具有操作简单，调节方便等优点，能够满足实际工程检测需求。
[0005]本专利技术公开了不拆包覆层管道检测的对称差分式磁聚焦探头，包括支撑架；
[0006]在所述支撑架上自上向下依次间隔安装有上差分式磁感器组件、第一硅钢片组件、第一激励线圈组件、零磁通点传感器组件、第二激励线圈组件、第二硅钢片组件和下差分式磁感器组件；所述支撑架的最下端安装有用于在包覆层管道上滑动的滑动件；
[0007]所述第一激励线圈组件和所述第二激励线圈组件均包括线圈架和多个线圈杆，所述线圈架通过升降机构可升降的安装在所述支撑架上，多个所述线圈杆通过微调机构可升降的安装在所述线圈架上且多个所述线圈杆上缠绕有激励线圈，上、下所述激励线圈的一端均接地，另一端均作为输入端与谐波激励源相连；
[0008]上、下所述激励线圈的大小、形状和匝数相同，通过所述升降机构、所述微调机构可调整上、下所述激励线圈的位置以确定零磁通面和零磁通点；
[0009]所述零磁通点传感器组件安装在所述零磁通面上，所述零磁通点传感器组件中的传感器安装在所述零磁通点上；所述上差分式磁感器组件、第一硅钢片组件和所述第二硅钢片组件、下差分式磁感器组件在所述零磁通面的上下对称设置；
[0010]所述上差分式磁感器组件、所述下差分式磁感器组件和所述零磁通点传感器组件
中的传感器均与信号处理系统相连。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述支撑架包括4根立柱、4个横架杆、4根支撑杆和2个托盘架；
[0012]4根所述立柱沿竖直方向平行设置构成横截面为矩形的支撑架；
[0013]4根所述横架杆、4根所述支撑杆分别以两两对称方式安装在相邻的2根所述立柱的顶端和底端构成上下两个平整端面；相邻的所述横架杆和所述支撑杆以斗拱槽铆合方式与所述立柱连接；
[0014]2个所述托盘架分别对称安装在4根所述立柱的两端，所述托盘架包括托盘立柱、托盘横杆和托盘帽座：
[0015]4根所述托盘立柱底部均通过所述托盘帽座套接在对应的所述立柱顶端和底端，4根所述托盘横杆分别设置在相邻的2根所述托盘立柱之间；
[0016]上差分式磁感器组件、第一硅钢片组件和下差分式磁感器组件、第二硅钢片组件分别固定在上、下所述托盘立柱上；
[0017]最下端的所述托盘立柱的底端固定安装有所述滑动件，所述滑动件包括万向轮。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，所述线圈架为“X”形线圈架，所述“X”形线圈架的四个末端均安装有用于套设在所述支撑架的立柱上的挂套，所述挂套与所述立柱可拆卸式连接；
[0019]每个所述挂套的外侧均可抽插式安装有所述微调机构。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，所述微调机构包括套筒、微调螺杆、手旋调节杆、套筒盖和固定盖；
[0021]所述套筒内壁沿套筒轴向设有多条导轨，所述套筒的外侧面伸出一用于插入所述挂套的插板，所述挂套对应所述插板设有插槽；
[0022]所述套筒的一端可拆卸式依次安装有所述套筒盖和所述固定盖，所述套筒的另一端可伸缩式安装有所述线圈杆；
[0023]所述线圈杆包括一体连接的激励线圈缠绕柱和底座，所述底座及部分激励线圈缠绕柱置于所述套筒内，所述底座的外侧沿所述底座的轴向设有多条与所述导轨配合的导槽；所述激励线圈缠绕柱端部伸出所述套筒端部一端距离以供所述激励线圈缠绕；
[0024]所述手旋调节杆一端穿过所述固定盖后通过限位轴肩卡在所述套筒盖的卡槽内；
[0025]所述微调螺杆的一端穿过所述线圈杆和所述套筒盖后与所述手旋调节杆通过反向螺纹副连接，所述微调螺杆的另一端伸出所述激励线圈缠绕柱，所述底座内壁设有与所述微调螺杆配合的内螺纹；
[0026]所述手旋调节杆的另一端伸出所述固定盖以作为微调机构手柄部。
[0027]作为本专利技术的进一步改进，所述升降机构包括调节直角齿轮轴、直角齿轮螺杆、左锁紧架、右锁紧架、紧固条；
[0028]所述直角齿轮轴水平穿过所述托盘架的横杆的预留孔以自身轴肩进行定位；
[0029]所述左锁紧架和右锁紧架均为“丄”字型锁紧架，两个所述“丄”字型锁紧架对称安装，两个所述“丄”字型的两侧挂接在对应的所述横架杆上；
[0030]两个所述“丄”字型锁紧架的对接处均设有半圆弧槽，所述直角齿轮螺杆沿竖直方向依次穿过所述半圆弧槽和所述“X”形线圈架，所述“X”形线圈架的交叉点处设有与所述直
角齿轮螺杆配合的螺纹通孔；
[0031]两个所述“丄”字型锁紧架的对接处的半圆弧槽通过所述紧固条夹紧所述直角齿轮螺杆以限制其移动自由度，使其只能转动，所述调节直角齿轮轴和直角齿轮螺杆通过锥形齿轮相啮合。
[0032]作为本专利技术的进一步改进，所述上差分式磁感器组件用于采集激励磁场信息，所述下差分式磁感器组件用于采集激励磁场和管道感应磁场的耦合磁场信号；
[0033]所述上差分式磁感器组件和所述下差分式磁感器组件均包括第一高灵敏度TMR磁传感器、第一传感器电路板和第一“X”形传感器托；
[0034]所述第一“X”形传感器托的四个末端套接在所述托盘立柱上，且与所述托盘立柱可拆卸式连接，所述第一“X”形传感器托的中心可拆卸式安装有所述第一传感器电路板，所述第一传感器电路板上插接有所述第一高灵敏度TMR磁传感器；
[0035]上、下所述第一高灵敏度TMR磁传感器均通过高速实时采集卡与所述信号处理系统相连；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不拆包覆层管道检测的对称差分式磁聚焦探头，其特征在于，包括支撑架；在所述支撑架上自上向下依次间隔安装有上差分式磁感器组件、第一硅钢片组件、第一激励线圈组件、零磁通点传感器组件、第二激励线圈组件、第二硅钢片组件和下差分式磁感器组件；所述支撑架的最下端安装有用于在包覆层管道上滑动的滑动件；所述第一激励线圈组件和所述第二激励线圈组件均包括线圈架和多个线圈杆，所述线圈架通过升降机构可升降的安装在所述支撑架上，多个所述线圈杆通过微调机构可升降的安装在所述线圈架上且多个所述线圈杆上缠绕有激励线圈，上、下所述激励线圈的一端均接地，另一端均作为输入端与谐波激励源相连；上、下所述激励线圈的大小、形状和匝数相同，通过所述升降机构、所述微调机构可调整上、下所述激励线圈的位置以确定零磁通面和零磁通点；所述零磁通点传感器组件安装在所述零磁通面上，所述零磁通点传感器组件中的传感器安装在所述零磁通点上；所述上差分式磁感器组件、第一硅钢片组件和所述第二硅钢片组件、下差分式磁感器组件在所述零磁通面的上下对称设置；所述上差分式磁感器组件、所述下差分式磁感器组件和所述零磁通点传感器组件中的传感器均与信号处理系统相连。2.根据权利要求1所述的不拆包覆层管道检测的对称差分式磁聚焦探头，其特征在于，所述支撑架包括4根立柱、4个横架杆、4根支撑杆和2个托盘架；4根所述立柱沿竖直方向平行设置构成横截面为矩形的支撑架；4根所述横架杆、4根所述支撑杆分别以两两对称方式安装在相邻的2根所述立柱的顶端和底端构成上下两个平整端面；相邻的所述横架杆和所述支撑杆以斗拱槽铆合方式与所述立柱连接；2个所述托盘架分别对称安装在4根所述立柱的两端，所述托盘架包括托盘立柱、托盘横杆和托盘帽座：4根所述托盘立柱底部均通过所述托盘帽座套接在对应的所述立柱顶端和底端，4根所述托盘横杆分别设置在相邻的2根所述托盘立柱之间；上差分式磁感器组件、第一硅钢片组件和下差分式磁感器组件、第二硅钢片组件分别固定在上、下所述托盘立柱上；最下端的所述托盘立柱的底端固定安装有所述滑动件，所述滑动件包括万向轮。3.根据权利要求2所述的不拆包覆层管道检测的对称差分式磁聚焦探头，其特征在于，所述线圈架为“X”形线圈架，所述“X”形线圈架的四个末端均安装有用于套设在所述支撑架的立柱上的挂套，所述挂套与所述立柱可拆卸式连接，每个所述挂套外侧均可抽插式安装有所述微调机构。4.根据权利要求3所述的不拆包覆层管道检测的对称差分式磁聚焦探头，其特征在于，所述微调机构包括套筒、微调螺杆、手旋调节杆、套筒盖和固定盖；所述套筒内壁沿套筒轴向设有多条导轨，所述套筒的外侧面伸出一用于插入所述挂套的插板，所述挂套对应所述插板设有插槽；所述套筒的一端可拆卸式依次安装有所述套筒盖和所述固定盖，所述套筒的另一端可伸缩式安装有所述线圈杆；所述线圈杆包括一体连接的激励线圈缠绕柱和底座，所述底座及部分激励线圈缠绕柱
置于所述套筒内，所述底座的外侧沿所述底座的轴向设有多条与所述导轨配合的导槽；所述激励线圈缠绕柱端部伸出所述套筒端部一端距离以供所述激励线圈缠绕；所述手旋调节杆一端穿过所述固定盖后通过限位轴肩卡在所述套筒盖的卡槽内；所述微调螺杆的一端穿过所述线圈杆和所述套筒盖后与所述手旋调节杆通过反向螺纹副连接，所述微调螺杆的另一端伸出所述激励线圈缠绕柱，所述底座内壁设有与所述微调螺杆配合的内螺纹；所述手旋调节杆的另一端伸出所述固定盖以作为微调机构手柄部。5.根据权利要求3所述的不拆包覆层管道检测的对称差分式磁聚焦探头，其特征在于，所述升降机构包括调节直角齿轮轴、直角齿轮螺杆、左锁紧架、右锁紧架、紧固条；所述直角齿轮轴水平穿过所述托盘架的横杆的预留孔以自身轴肩进行定位；所述左锁紧架和右锁紧架均为“丄”字型锁紧架，两个所述“丄”字型锁紧架对称安装，两个所述“丄”字型的两侧挂接在对应的所述横架杆上；两个所述“丄”字型锁紧架的对接处均设有半圆弧槽，所述直角齿轮螺杆沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新华，王江达，辛海军，陈全，陈炳荣，李明星，孟伟强，
申请(专利权)人：潍坊市特种设备检验研究院，
类型：发明
国别省市：