本申请提供一种管道缺陷应力复合检测传感器及检测方法，传感器包括保护壳；设置在保护壳内部的正交应力检测组件和磁感检测组件；分别与正交应力检测组件和磁感检测组件通讯连接的信号采集组件；与信号采集组件连接的复合检测计算组件；正交应力检测组件被配置为：当保护壳在待检测管道内沿预设方向运动时，分别获取待检测管道内周向和轴向的应力；根据周向的应力和轴向的应力生成应力信息；磁感检测组件被配置为：当保护壳在待检测管道内沿预设方向运动遇到管道内部缺陷时，获取到感应电压并发送给信号采集组件。本发明专利技术通过提供上述传感器及方法，实现轴向及周向应力检测，并且引入非饱和磁化场，提高信号灵敏度。提高信号灵敏度。提高信号灵敏度。
【技术实现步骤摘要】
一种管道缺陷应力复合检测传感器及检测方法
[0001]本专利技术涉及电变量测量
，特别涉及一种管道缺陷应力复合检测传感器及检测方法。
技术介绍
[0002]石油天然气管道为金属材质，其受自身重量、内外载荷、材质老化、外界环境、和管道结构位移等内外因素极易产生应力集中，导致管道出现破裂泄露引发爆炸等。油气管道在制备及使用过程中不可避免的会产生应力，在应力高度集中区域，管道本身工作性能将会发生改变，极易发生脆性破裂。因此，及时、有效和快速识别管道应力集中状态并采取相应解决措施可以有效防止安全事故发生。
[0003]根据现有专利申请号为CN202010601924.2的一种磁致伸缩逆效应的管道应力检测探头及方法，介绍了一种管道应力检测传感器，其由线圈磁铁磁轭组成，通过检测线圈的电感来进行应力探测，但是该方法没有解决两个方向应力检测的问题。根据现有专利申请号为CN202210771103.2的一种长输管道应力测量设备，采用在管道上钻孔的方式，将信号采集单元设置在管道上，从而检测应变信号。该方法对管道破坏性较大，不利于管道的安全运行。
[0004]由此可见，目前的技术中已经有采用磁场测量的方式进行应力检测，但是对于轴向应力与周向应力区分及提高信号的灵敏度方面仍然缺少相关技术方案。
技术实现思路
[0005]本申请提供一种管道缺陷应力复合检测传感器及检测方法，以实现提高管道缺陷应力检测信号的灵敏度。
[0006]第一方面，本申请提供一种管道缺陷应力复合检测传感器，所述传感器包括：保护壳；设置在所述保护壳内部的正交应力检测组件和磁感检测组件；分别与所述正交应力检测组件和磁感检测组件通讯连接的信号采集组件；与所述信号采集组件连接的复合检测计算组件；所述正交应力检测组件被配置为：当保护壳在待检测管道内沿预设方向运动时，分别获取待检测管道内周向和轴向的应力；根据所述周向的应力和所述轴向的应力生成应力信息；所述磁感检测组件被配置为当保护壳在待检测管道内沿预设方向运动遇到管道内部缺陷时，获取到感应电压并发送给所述信号采集组件；所述信号采集组件被配置为：获取所述应力信息；整合所述应力信息和所述感应电压生成复合检测信号发送给所述复合检测计算
组件；所述复合检测计算组件被配置为根据所述复合检测信号判断出待检测管道内部的缺陷信息及待检测管道内部的剩余应力信息。
[0007]优选的，所述正交应力检测组件包括：PCB支撑板；分别设置在所述PCB支撑板上一侧两端的第一应力检测单元和第二应力检测单元，所述第一应力检测单元沿平行所述预设方向设置，所述第二应力检测单元沿垂直所述预设方向设置；所述第一应力检测单元被配置为，当保护壳在待检测管道内沿预设方向运动时，获取待检测管道内周向应力；所述第二应力检测单元被配置为，当保护壳在待检测管道内沿预设方向运动时，获取待检测管道内轴向应力。
[0008]优选的，所述磁感检测组件包括：背铁；分别设置在所述背铁上一侧两端的第一充磁单元和第二充磁单元；缠绕在所述背铁上的磁感线圈，所述磁感线圈设置在所述第一充磁单元和所述第二充磁单元之间；所述第一充磁单元被配置为当保护壳在待检测管道内沿预设方向运动遇到管道内部缺陷时，沿垂直所述背铁向上的方向为待检测管道充磁；所述第二充磁单元被配置为当保护壳在待检测管道内沿预设方向运动遇到管道内部缺陷时，沿垂直所述背铁向下的方向为待检测管道充磁；所述磁感线圈被配置为获取到感应电压并发送给所述信号采集组件。
[0009]优选的，所述第一应力检测单元包括互相平行设置的第一检测线圈和第一激励线圈；所述第二应力检测单元包括互相平行设置的第二检测线圈和第二激励线圈。
[0010]优选的，所述第一充磁单元包括：与所述背铁连接的第一磁轭；设置在所述第一磁轭远离所述背铁一侧的第一磁铁；所述第二充磁单元包括：与所述背铁连接的第二磁轭；设置在所述第二磁轭远离所述背铁一侧的第二磁铁。
[0011]优选的，所述正交应力检测组件与外部电源连接；所述第一激励线圈和所述第二激励线圈并联在外部电源的两端；所述第一检测线圈和所述第二检测线圈为串联结构；所述正交应力检测组件还包括分别与所述第一检测线圈和所述第二检测线圈连接的电压检测单元；所述电压检测单元被配置为：获取所述第一检测线圈的电压；获取所述第二检测线圈的电压；
获取所述第一检测线圈和所述第二检测线圈之间的差分电压。
[0012]优选的，所述电压检测单元包括：并联在所述第一检测线圈两端的第一接收器；并联在所述第二检测线圈两端的第二接收器；所述第一接收器与所述第二接收器串联连接；所述第一接收器被配置为获取所述第一检测线圈两端的电压；所述第二接收器被配置为获取所述第二检测线圈两端的电压；所述第一接收器和所述第二接收器共同获取所述第一检测线圈和所述第二检测线圈之间的差分电压。
[0013]优选的，所述正交应力检测组件与所述保护壳内部一侧连接，所述磁感检测组件与所述保护壳内部远离所述正交应力检测组件一侧连接。
[0014]优选的，所述保护壳内部充填有模具胶；所述正交应力检测组件和所述磁感检测组件通过模具胶与所述保护壳连接。
[0015]第二方面，本申请提供一种管道缺陷应力复合检测方法，所述检测方法包括：分别获取待检测管道内部的周向应力和轴向应力；整合周向应力和轴向应力得到应力信息；当待检测管道内部存在缺陷时，获取经过缺陷时的感应电压；整合所述应力信息和所述感应电压得到复合检测信号；根据所述复合检测信号、所述应力信息或所述感应电压判断出待检测管道内部的缺陷信息及待检测管道内部的剩余应力信息。
[0016]本申请提供的管道缺陷应力复合检测传感器及方法的有益效果如下：1、通过引入两组检测线圈，能够实现两个方向应力的准确测量。
[0017]2、通过引入磁轭及磁铁结构，消除了管道剩磁对应力传感器输出的影响，从而提高了应力检测的准确性。
[0018]3、使得传感器具备了对管道两个方向应力检测及缺陷的同时检出的功能。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本申请一种管道缺陷应力复合检测传感器的结构示意图；图2为管道应力检测中管道内部的设备结构示意图；图3为图2中A
‑
A处的剖面图；图4为图2中第一激励线圈和第二激励线圈的电路示意图；图5为图2中第一接收器、第二接收器、第一检测线圈与第二检测线圈的电路示意图；图6为本申请一种管道缺陷应力复合检测方法的流程图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种管道缺陷应力复合检测传感器，其特征在于，所述传感器包括：保护壳（3）；设置在所述保护壳（3）内部的正交应力检测组件（1）和磁感检测组件（2）；分别与所述正交应力检测组件（1）和磁感检测组件（2）通讯连接的信号采集组件（4）；与所述信号采集组件（4）连接的复合检测计算组件（5）；所述正交应力检测组件（1）被配置为：当保护壳（3）在待检测管道内沿预设方向运动时，分别获取待检测管道内周向和轴向的应力；根据所述周向的应力和所述轴向的应力生成应力信息；所述磁感检测组件（2）被配置为当保护壳（3）在待检测管道内沿预设方向运动遇到管道内部缺陷时，获取到感应电压并发送给所述信号采集组件（4）；所述信号采集组件（4）被配置为：获取所述应力信息；整合所述应力信息和所述感应电压生成复合检测信号发送给所述复合检测计算组件（5）；所述复合检测计算组件（5）被配置为根据所述复合检测信号判断出待检测管道内部的缺陷信息及待检测管道内部的剩余应力信息。2.根据权利要求1所述的一种管道缺陷应力复合检测传感器，其特征在于，所述正交应力检测组件（1）包括：PCB支撑板（11）；分别设置在所述PCB支撑板（11）上一侧两端的第一应力检测单元（12）和第二应力检测单元（13），所述第一应力检测单元（12）沿平行所述预设方向设置，所述第二应力检测单元（13）沿垂直所述预设方向设置；所述第一应力检测单元（12）被配置为，当保护壳（3）在待检测管道内沿预设方向运动时，获取待检测管道内周向应力；所述第二应力检测单元（13）被配置为，当保护壳（3）在待检测管道内沿预设方向运动时，获取待检测管道内轴向应力。3.根据权利要求1所述的一种管道缺陷应力复合检测传感器，其特征在于，所述磁感检测组件（2）包括：背铁（21）；分别设置在所述背铁（21）上一侧两端的第一充磁单元（22）和第二充磁单元（23）；缠绕在所述背铁（21）上的磁感线圈（24），所述磁感线圈（24）设置在所述第一充磁单元（22）和所述第二充磁单元（23）之间；所述第一充磁单元（22）被配置为当保护壳（3）在待检测管道内沿预设方向运动遇到管道内部缺陷时，沿垂直所述背铁（21）向上的方向为待检测管道充磁；所述第二充磁单元（23）被配置为当保护壳（3）在待检测管道内沿预设方向运动遇到管道内部缺陷时，沿垂直所述背铁（21）向下的方向为待检测管道充磁；所述磁感线圈（24）被配置为获取到感应电压并发送给所述信号采集组件（4）。4.根据权利要求2所述的一种管道缺陷应力复合检测传感器，其特征在于，所述第一应
力检测单元（12）包括互相平行设置的第一检测线圈（121）和第一激励线圈（122）；所述第二应力检测单元（13）包括互相平行设置的第二检测线圈（131）和第二激励线圈（132...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡文广，曾艳丽，刘喆，宋华东，张军，董冰，郭洪星，程权波，
申请(专利权)人：沈阳仪表科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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