一种基于压磁效应的损伤检测仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于压磁效应的损伤检测仪，其由信号采集系统、光电测距系统、信号处理系统和底盘系统组成，信号采集系统为一扫描探头，扫描探头具有一横杆，磁感应传感器阵列、温度传感器集成在横杆上；信号处理系统包括放大滤波电路、信号放大电路、多路开关、A/D转换电路、计算机系统，并且计算机系统与人际交互设备和报警装置相连，该损伤检测仪的底盘具有减振、适应管道变径的功能，并且底盘传动结构紧凑可靠性强，是一种多用途、可靠性强的基于压磁效应的损伤检测仪，对提高国内油气管道的安全检测技术水平，及时有效防止因管道损伤破坏引发的安全事故具有十分重要的意义。?（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种损伤检测仪，特别是一种金属记忆多通道损伤检测仪，能够对管道和平板类部件进行高效检测。
技术介绍
管道运输是石油、天然气运输采用的主要方式。目前，在我国近70%的原油、100%的天然气是通过管道来进行运输的。据不完全统计，我国已建成的石油、天然气管道总里程已超过了 8万公里，正在兴建和拟建的管道也有近万公里、油田集输管网、炼厂、城市管网累计达数十万公里。由于输送管线穿越地域广阔，服役环境复杂，位置隐蔽，一旦发生失效破坏，往往造成巨大的经济损失，导致人身伤亡等灾难性事故，对环境也会造成很大的破坏。据统计，我国现有的长距离油气输送管线中已有70%进入了事故多发期，每年因为管线腐蚀、老化造成的管道事故十分频繁，存在着极大的潜在危险，因此在事故发生前对管道进行检测具有非常重要的意义。压磁效应是指铁磁性材料受到机械力的作用时，它的内部产生应变，导致导磁率发生变化，从而使磁场发生变化。铁磁性金属部件表面上的磁场分布与部件应力载荷有一定的关系，因此可通过检测部件表面的磁场分布情况间接地对部件进行诊断。钢材油气管道在管道输送压力作用下，其应力集中以及腐蚀等伤损处的磁场强度存在明显的特征切向磁场分量Hp(X)具有最大值，法向磁场分量Hp (y)改变符号且具有零值。基于压磁效应的管道检测技术通过记录管道周围的压磁信号，提取压磁磁场特征值，建立管道应力集中以及腐蚀等伤损位置判断准则，并分析伤损处管道的受力情况。压磁效应理论可以为铁磁金属构件失效分析及寿命评估提供有力的技术支持，在无损检测领域有其独特的优势。常见的管道检测方法有超声波检测和漏磁式管道检测等，它们都存在一定的缺陷。超声波的传播必须依靠液体介质，且容易被蜡吸收，所以超声波检测仪器不适合在气管线和含蜡很高的油管线进行检测。漏磁式管道检测需要专门的磁化设备，检测结束后需要退磁处理，检测费用高，存在着磁污染等问题。压磁效应可以利用管道在运行过程中形成的天然磁化现象，检测的信息更为全面，不需要专门的磁化装置，操作简单方便，检测的成本较低，在无损检测领域中具有很好的应用前景。本文研发了一种基于压磁效应的损伤检测仪，用于在线检测管道中存在的应力集中、腐蚀、材料缺陷等金属损伤，现有的压磁效应的损伤检测仪一般仅限于实验室内使用，而在户外的环境复杂，一般的实验室内仪器无法适应管道的变径结构、检测中的振动及恶劣的室外现场环境，导致检测结果不准确或根本无法进行测量，为此本申请设计了一种多用途、可靠性强的基于压磁效应的损伤检测仪，对提高国内油气管道的安全检测技术水平，及时有效防止因管道损伤破坏引发的安全事故具有十分重要的意义。
技术实现思路
本技术所提供的一种基于压磁效应的损伤检测仪由信号采集系统、光电测距系统、信号处理系统和底盘系统组成，信号采集系统为一扫描探头，扫描探头具有一横杆，磁感应传感器阵列、温度传感器集成在横杆上；信号处理系统包括放大滤波电路、信号放大电路、多路开关、A/D转换电路、计算机系统，信号处理系统的计算机系统内安装有信号处理软件，并且计算机系统与人际交互设备和报警装置相连，其特征在于所述底盘系统包括底盘框架、变速驱动系统、锥齿轮传动组件、前轴、后轴、外轮系和内轮系，底盘系统用来承载前述的信号采集系统、光电测距系统的功能模块元件，并能够依据操作员的指令进行前进或后退，其中，变速驱动系统、锥齿轮传动组件、外轮系、内轮系均固定在底盘框架上，变速驱动系统根据指令输出动力，经锥齿轮传动组件传递给前轴和后轴，前轴和后轴上装有外轮系和内轮系，外轮系有4个轮位于前、后轴的端部，内轮系也有4个轮，与外轮系同轴并位于外轮系的内侧，内轮直径小于外轮。更优选为，所述磁感应传感器通过螺丝固定在横杆上，磁感应传感器的数量可以根据需要进行选择，当需要更多的磁感应传感器时，直接用螺丝将磁感应传感器固定于横杆的预留通道上，损伤检测仪能够自动识别；当某个磁感应传感器损坏时，可直接进行更换。更优选为，在所述横杆的上方，有一把刻度尺，用于多个磁感应传感器的等间距排列。更优选为，光电测距系统包括发光二极管、透镜组件、成像传感器以及控制芯片，并且光电测距系统无需校准。更优选为，所述内轮系同轴轮距可调。更优选为，所述的底盘框架为矩形，其直角处设有垂直贯通的孔，缓冲装置安装于孔内，孔中设有内环台，缓冲装置包括缓冲长螺钉、垫片、缓冲座、第一弹簧、第二弹簧，在安装时，缓冲长螺钉套设垫片、第一弹簧后由下向上穿过孔的内环台，第一弹簧的上端顶设在内环台的下面，第一弹簧的下端顶设在垫片上，缓冲座内设有与缓冲长螺钉相配合的内螺纹盲孔，缓冲座套设第二弹簧后与缓冲长螺钉螺纹固定，第二弹簧的上端抵顶缓冲座，其下端抵顶内环台的上表面，至此形成了由下至上依次为缓冲长螺钉、垫片、第一弹簧、内环台、第二弹簧、缓冲座的排布，损伤检测仪的各功能模块组装成整体后安装于4个缓冲座上。[0011 ] 本技术有益效果1、损伤检测仪的扫描探头采用了柔性的横杆，更好的适应各种形状的被检测件。2、损伤检测仪采用了无线传输设备，既可遥控损伤检测仪，减少人工扫描的误差，又可以将信号采集系统与光电测距系统得到的数据通过无线传输到信号处理系统上，减少有线传输的麻烦，大大提高了损伤检测仪的灵活性；而且损伤检测仪底盘系统包括外内两轮系、缓冲装置，使损伤检测仪行驶至管道变径区可以平稳过渡，确保操作安全，并且底盘系统传动部分采用了 一级锥齿轮传动组件，传动方式极为简洁、可靠，使损伤检测仪能够在被检测构件较大或户外检测时更好地应对各种恶劣、复杂检测环境。附图说明图1、本技术损伤检测仪结构示意图图2、为本技术扫描探头结构示意图图3、为本技术底盘系统结构示意图图4、为本技术缓冲装置结构示意图图5、为本技术电控支架示意图图6、为本技术水平架的示意图附图标记1、损伤检测仪，2 -1、信号放大电路，2 - 2、信号放大滤波电路，3、多路开关，4、A/D转化电路，5、计算机系统，6、信号处理软件，7、人际交互设备，8、报警装置，9、控制芯片，10、成像传感器，11、棱镜，12、透镜组件，13、发光二极管，14、有线数据传输接口，15、无线发射接收装置，16、锥齿轮传动组件，17、内轮系，18、前轴，19、外轮系，20、缓冲装置，21、底盘框架，22、后轴，23、变速驱动系统，24、缓冲座，25、第二弹簧，26，第一弹簧，27、垫片，28、缓冲长螺钉，29、内环台，30、刻度尺，31、探头，32、轨道，33、待测试样，34、滑片，35、小气泡，36、小腿，A、信号米集系统，B、光电测距系统，C、信号处理系统具体实施方式参见附图1，该基于压磁效应的损伤检测仪由信号采集系统A、光电测距系统B、信号处理系统C和底盘系统组成。信号米集系统为一扫描探头，扫描探头包括磁感应传感器阵列、温度传感器和横杆，为了提高检测效率，本磁感应传感器阵列是采用多个传感器组成的多通道形式，磁感应传感器采用Honeywell公司最新生产的AMR HMC1021系列4端桥式各向异性磁阻传感器,与传统的3端通用型磁感应传感器相比，具有灵敏度高(可达10-9T的量级)、体积小、价格低、温度特性好、工作频率高等优点。特别是芯片自带有offset与set/reset功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于压磁效应的损伤检测仪，由信号采集系统、光电测距系统、信号处理系统和底盘系统组成，信号采集系统为一扫描探头，扫描探头具有一横杆，磁感应传感器阵列、温度传感器集成在横杆上；信号处理系统包括放大滤波电路、信号放大电路、多路开关、A/D转换电路、计算机系统，并且计算机系统与人际交互设备和报警装置相连，其特征在于：所述底盘系统包括底盘框架、变速驱动系统、锥齿轮传动组件、前轴、后轴、外轮系和内轮系，底盘系统用来承载前述的信号采集系统、光电测距系统的功能模块元件，并能够依据操作员的指令进行前进或后退，其中，变速驱动系统、锥齿轮传动组件、外轮系、内轮系均固定在底盘框架上，变速驱动系统根据指令输出动力，经锥齿轮传动组件传递给前轴和后轴，前轴和后轴上装有外轮系和内轮系，外轮系有4个轮位于前、后轴的端部，内轮系也有4个轮，与外轮系同轴并位于外轮系的内侧，内轮直径小于外轮。2、根据权利要求1所述的损伤检测仪，其特征在于：所述磁感应传感器通过螺丝固定在横杆上，磁感应传感器的数量可以根据需要进行选择，当需要更多的磁感应传感器时，直接用螺丝将磁感应传感器固定于横杆的预留通道上，损伤检测仪能够自动识别；当某个磁感应传感器损坏时，可直接进行更换。3、根据权利要求2所述的损伤检测仪，其特征在于：在所述横杆的上方，有一把刻度尺，用于多个磁感应传感器的等间距排列。4、根据权利要求1所述的损伤检测仪，其特征在于：光电测距系统包括发光二极管、透镜组件、成像传感器以及控制芯片，并且光电测距系统无需校准。5、根据权利要求1所述的损伤检测仪，所述内轮系同轴轮距可调。6、根据权利要求1所述的损伤检测仪，所述的底盘框架为矩形，其直角处设有垂直贯通的孔，缓冲装置安装于孔内，孔中设有内环台，缓冲装置包括缓冲长螺钉、垫片、缓冲座、第一弹簧、第二弹簧，在安装时，缓冲长螺钉套设垫片、第一弹簧后由下向上穿过孔的内环台，第一弹簧的上端顶设在内环台的下面，第一弹簧的下端顶设在垫片上，缓冲座内设有与缓冲长螺钉相配合的内螺纹盲孔，缓冲座套设第二弹簧后与缓冲长螺钉螺纹固定，第二弹簧的上端抵顶缓冲座，其下端抵顶内环台的上表面，至此形成了由下至上依次为缓冲长螺钉、垫片、第一弹簧、内环台、第二弹簧、缓冲座的排布，损伤检测仪的各功能模块组装成整体后安装于4个缓冲座上。...

【技术特征摘要】
1、一种基于压磁效应的损伤检测仪，由信号采集系统、光电测距系统、信号处理系统和底盘系统组成，信号采集系统为一扫描探头，扫描探头具有一横杆，磁感应传感器阵列、温度传感器集成在横杆上；信号处理系统包括放大滤波电路、信号放大电路、多路开关、A/D转换电路、计算机系统，并且计算机系统与人际交互设备和报警装置相连，其特征在于:所述底盘系统包括底盘框架、变速驱动系统、锥齿轮传动组件、前轴、后轴、外轮系和内轮系，底盘系统用来承载前述的信号采集系统、光电测距系统的功能模块元件，并能够依据操作员的指令进行前进或后退，其中，变速驱动系统、锥齿轮传动组件、外轮系、内轮系均固定在底盘框架上，变速驱动系统根据指令输出动力，经锥齿轮传动组件传递给前轴和后轴，前轴和后轴上装有外轮系和内轮系，外轮系有4个轮位于前、后轴的端部，内轮系也有4个轮,与外轮系同轴并位于外轮系的内侧，内轮直径小于外轮。2、根据权利要求1所述的损伤检测仪，其特征在于:所述磁感应传感器通过螺丝固定在横杆上，磁感应传感器的数量可以根据需要进行选择，当需要更多的磁感应传感器时，直接用螺丝将磁感应传感器固定于横杆的预留...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：包胜，
类型：实用新型
国别省市：