一种PCCP断丝多通道电磁检测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种PCCP断丝多通道电磁检测系统及方法，系统包括：工控计算机，用于安装检测软件，控制整个检测过程；发射机，用于生成交流信号并驱动激励探头生成一次场电磁信号；激励探头，用于生成一次场电磁信号；检测探头组，用于响应一次场电磁信号通过PCCP管道的管壁和预应力钢丝感应出的二次场电磁信号并生成电压信号；多通道接收机，用于对接收的所述电压信号进行数字化处理并生成数字信号；正交增量编码器，用于生成正交脉冲信号，根据脉冲信号计数获得位移数据。本发明专利技术通过一发多收的收发探头阵列对PCCP管道进行多通道电磁检测，具备PCCP断丝数量检测和轴向、环向定位功能，能够提高PCCP管道的断丝检测准确率。能够提高PCCP管道的断丝检测准确率。能够提高PCCP管道的断丝检测准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种PCCP断丝多通道电磁检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及PCCP管道断丝电磁检测
，具体涉及一种PCCP断丝多通道电磁检测系统及方法。

技术介绍

[0002]PCCP即“预应力钢筒混凝土管”，因其具有大口径、高强度、高耐压、高密封性和优越的可靠性、耐久性、抗震性及运行管理费低等特性，在国内外得到广泛应用。PCCP管道具有一定的安全风险。国内外大量运行实践表明，PCCP工程运行安全具有明显的特征：随着时间的推移，由于砂浆保护层缺陷、土壤渗透腐蚀、钢丝氢脆、内部高压或过载因素的影响，在运行过程中预应力钢丝会出现断丝现象，从而造成管道强度降低，进而会引发管道爆管事故。
[0003]在现有的PCCP断丝电磁检测技术中，一般是采用PCCP断丝单通道电磁检测技术，由于固有的随机系统噪声的影响导致断丝检测准确率低，而且单通道技术只能检测PCCP断丝数量和轴向定位。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中PCCP断丝单通道检测准确率低的缺陷，从而提供一种PCCP断丝多通道电磁检测系统及方法，通过一发多收的收发探头阵列对PCCP管道进行多通道电磁检测，具备PCCP断丝数量检测和轴向、环向定位功能，能够提高PCCP管道的断丝检测准确率。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：第一方面，本专利技术提供了一种PCCP断丝多通道电磁检测系统，所述系统包括：工控计算机、发射机、激励探头、检测探头组、多通道接收机及正交增量编码器；所述工控计算机，用于安装检测软件，发送控制指令至所述发射机、接收所述正交增量编码器的正交脉冲信号计算位移数据、接收所述多通道接收机的数字信号进行识别与存储，并根据所述数字信号进行分析计算，判断PCCP断丝的数量、轴向定位及环向定位；所述发射机包括信号发生器和驱动器，所述信号发生器用于根据所述第一控制指令生成交流信号，所述驱动器用于基于所述交流信号驱动所述激励探头生成一次场电磁信号；所述检测探头组，用于响应所述一次场电磁信号通过PCCP管道的管壁和预应力钢丝感应出的二次场电磁信号，基于所述二次场电磁信号生成电压信号并传送至所述多通道接收机；所述多通道接收机，对接收的所述电压信号进行数字化处理并生成数字信号。
[0006]本专利技术实施例提供的PCCP断丝多通道电磁检测系统，通过工控计算机控制整个检测过程，包括接收正交增量编码器的正交脉冲信号计算系统的位移数据，在系统移动过程中控制发射机生成交流信号并通过激励探头生成一次场电磁信号，检测探头组响应一次场
电磁信号通过PCCP管道的管壁和预应力钢丝感应出的二次场电磁信号并生成的电压信号，工控计算机接收多通道接收机对电压信号进行数字化处理后获得的数字信号，并根据数字信号判断PCCP断丝的数量、轴向定位及环向定位。本专利技术通过一发多收的收发探头阵列对PCCP管道进行多通道电磁检测，具备PCCP断丝数量检测和轴向、环向定位功能，能够提高PCCP管道的断丝检测准确率。
[0007]可选地，所述检测探头组，包括：多组检测探头，各探头平行于被测管道轴线方向且沿PCCP管道环向均匀设置，且与所述激励探头空间垂直布置。
[0008]本专利技术通过构建一发多收的收发探头阵列，对PCCP管道进行多通道电磁检测，包括一个激励探头与多组检测探头。其中激励探头与各个检测探头在空间上垂直布置，能够减小激励探头的直接耦合干扰。此外各检测探头平行于被测管道轴线方向设置能够接收更多的管壁涡流磁通，提高探测灵敏度；沿PCCP管道环向均匀设置，能够使各个检测探头与断丝发生处的相对位置不同，从而感应出不同的电压信号，并根据电压信号的差异进行分析计算，实现PCCP断丝的环向定位。
[0009]第二方面，本专利技术实施例提供了PCCP断丝多通道电磁检测方法，包括以下步骤：S1：PCCP断丝多通道电磁检测系统在移动过程中通过正交增量编码器获取位移数据，激励探头根据发射机所发射的交流信号生成一次场电磁信号；S2：检测探头组响应所述一次场电磁信号通过PCCP管道的管壁和预应力钢丝感应出的二次场电磁信号并生成电压信号；S3：多通道接收机通过对接收到的所述电压信号进行数字化处理来生成数字信号，并将所述数字信号发送至工控计算机；S4：所述工控计算机将接收到的数字信号存储至缓冲区，并对所述数字信号进行识别，若未识别到PCCP管道接口处的预设数字特征则重复S1
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S3，若识别到所述预设数字特征则将缓冲区内所述数字信号存储至本地存储器；S5：根据所述位移数据重复执行S1
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S4，直至完成PCCP管道所有管节的检测，并根据检测结果判断PCCP断丝的数量、轴向定位及环向定位。
[0010]本专利技术实施例提供的PCCP断丝多通道电磁检测方法，通过激励探头根据发射机的交流信号生成一次场电磁信号，检测探头组响应一次场电磁信号通过PCCP管道的管壁和预应力钢丝感应出的二次场电磁信号并生成电压信号，多通道接收机接收电压信号并进行数字化处理后将获得的数字信号发送至工控计算机，工控计算机对数字信号进行识别与存储，并通过正交增量编码器实现对所有管节的检测，并根据检测结果判断PCCP断丝的数量、轴向定位及环向定位。本专利技术通过一发多收的收发探头阵列对PCCP管道进行多通道电磁检测，具备PCCP断丝数量检测和轴向、环向定位功能，能够提高PCCP管道的断丝检测准确率。
[0011]可选地，所述检测系统通过在PCCP管道移动来进行断丝多通道电磁检测。
[0012]本专利技术的检测系统通过沿PCCP管道进行移动完成对不同位置进行断丝检测，在移动过程中由激励探头不间断的生成一次场电磁信号，由检测探头响应一次场电磁信号通过PCCP管道的管壁和预应力钢丝感应出的二次场电磁信号并生成电压信号，各位置的电压信号包含整个PCCP管道地断丝信息。
[0013]可选地，所述获取位移数据的过程，包括：所述PCCP断丝多通道电磁检测系统在移动过程中带动所述正交增量编码器进行旋转并输出两路正交脉冲信号；通过对所述正交脉
冲信号进行计数获取所述系统的位移数据。
[0014]本专利技术通过将正交增量编码器安装至检测系统移动滚轮上，检测系统通过滚轮滚动实现向前移动，滚轮滚动带动正交增量编码器旋转，从而输出两路正交的脉冲信号。其中，脉冲信号与滚轮的滚动相对应，通过对脉冲信号进行计数能够获得滚轮的滚动圈数，从而获得检测系统的位移数据，根据位移数据控制系统的移动，能够实现对整个PCCP管道的断丝检测。
[0015]可选地，所述检测探头组响应所述一次场电磁信号通过PCCP管道的管壁和预应力钢丝感应出的二次场电磁信号并生成电压信号的过程，包括：所述激励探头的激励线圈、检测探头的接收线圈与环向预应力钢丝构成多级电磁耦合系统；所述激励探头生成的一次场电磁信号穿透PCCP管道的管壁并在管外沿管轴向传播后作用于预应力钢丝而产生二次场电磁信号；所述二次场电磁信号再次穿透PCCP管道的管壁，并耦合至所述检测探头，从而生成电压信号。
[0016]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PCCP断丝多通道电磁检测系统，其特征在于，包括：工控计算机、发射机、激励探头、检测探头组、多通道接收机及正交增量编码器；所述工控计算机，用于安装检测软件，接收所述正交增量编码器的正交脉冲信号计算位移数据、发送控制指令至所述发射机、接收所述多通道接收机的数字信号进行识别与存储，并根据所述数字信号进行分析计算，判断PCCP断丝的数量、轴向定位及环向定位；所述发射机包括信号发生器和驱动器，所述信号发生器用于根据所述控制指令生成交流信号，所述驱动器用于基于所述交流信号驱动所述激励探头生成一次场电磁信号；所述检测探头组，用于响应所述一次场电磁信号通过PCCP管道的管壁和预应力钢丝感应出的二次场电磁信号，基于所述二次场电磁信号生成电压信号并传送至所述多通道接收机；所述多通道接收机，对接收的所述电压信号进行数字化处理并生成数字信号。2.根据权利要求1所述的PCCP断丝多通道电磁检测系统，其特征在于，所述检测探头组，包括：多组检测探头，各探头平行于被测管道轴线方向且沿PCCP管道环向均匀设置，且与所述激励探头空间垂直布置。3.一种PCCP断丝多通道电磁检测方法，其特征在于，基于权利要求1
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2所述的PCCP断丝多通道电磁检测系统进行断丝检测，所述检测方法，包括：S1：PCCP断丝多通道电磁检测系统在移动过程中通过正交增量编码器获取位移数据，激励探头根据发射机所发射的交流信号生成一次场电磁信号；S2：检测探头组响应所述一次场电磁信号通过PCCP管道的管壁和预应力钢丝感应出的二次场电磁信号并生成电压信号；S3：多通道接收机通过对接收到的所述电压信号进行数字化处理来生成数字信号，并将所述数字信号发送至工控计算机；S4：所述工控计算机将接收到的数字信号存储至缓冲区，并对所述数字信号进行识别，若未识别到PCCP管道接口处的预设数字特征则重复S1
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S3，若识别到所述预设数字特征则将缓冲区内所述数字信号存储至本地存储器；S5：根据所述位移数据重复执行S1
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S4，直至完成PCCP管道所有管节的检测，并根据检测结果判断PCCP断丝的数量、...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱今祥，王建慧，张海鹏，孙学超，赵绍华，吴海涛，林跃朝，殷岳萌，刘卫东，陈光，陈新，
申请(专利权)人：中国电波传播研究所中国电子科技集团公司第二十二研究所，
类型：发明
国别省市：