专利名称：便携式管道腐蚀、渗漏现场检测装置的制作方法
技术领域：
[0001]本实用新型属于无损检测技术领域，涉及一种便携式管道腐蚀、渗漏现场检测装置。
背景技术：
由于管道的腐蚀开裂、材料的疲劳或者腐蚀疲劳，会导致管道内出现裂纹且裂纹不断扩展。常规的损伤渗漏检测方法为逐点扫描式，对于实际工程中使用的长距离管道，尤其是裹有包覆层的管道，由于受到工作环境条件的限制，施工时开挖面积大，祛除包覆层费时费力。用该常规方法检测具有代价高、效率低的缺点。因此，开发一种具有开挖面积小、检测段长、方法简单、施工方便并能实现动态监测的装置是非常重要的，而超声波监测技术便是解决这一问题的潜在可行的方法。目前，管道检测还处于起步阶段，大多采用传统的损伤检测方法，如涡流射线法、成像法及共振传感器参数声发射法。但这些损伤检测方法，由于其抗干扰能力和精确度较低，对一些微小、隐蔽的损伤往往造成错判、漏判，且很难应用于长距离管道检测。而超声波技术作为一种新技术，与传统方法相辅相成，在管道检测方面有很大的应用前景。
发明内容本实用新型的目的是提供便携式管道腐蚀、渗漏现场检测装置，能够对长距离裹有包覆层管道的渗漏处进行检测，且开挖面积小、施工方便。本实用新型采用的技术方案是，便携式管道腐蚀、渗漏现场检测装置，包括分别设置在腐蚀、渗漏管道的两端、结构相同的第一模态导波激励与接收单元与第二模态导波激励与接收单元，第一模态导波激励与接收单元与第二模态导波激励与接收单元分别通过信号连接至无线传输模块，无线传输模块与工控机连接。无线传输模块是基于射频芯片的无线数据传输系统，通过SPI接口实现与工控机相连。第一模态导波激励与接收单元包括依次连接构成回路的超声波传感器相控阵列、前置放大器、数据采集卡、无线发送与接收单元、波形发生器与功率放大器，蓄电池分别与超声波传感器相控阵列、前置放大器、数据采集卡、无线发送与接收单元、波形发生器、功率放大器连接，其中回路各部分之间采用RS232串行通信线连通。无线发送与接收单元是基于射频芯片的无线数据传输系统。超声波传感器相控阵列由可调节的楔子和超声探头组成。本实用新型的有益效果是，(I)传感器采用可调节的楔子，针对不同材料和不同尺寸的管材产生最适合的模态导波，因而本发明的适用性强。(2)集超声导波技术、二代小波技术和互相关技术于一体，使用混合模态双端进行检测，多种检测互相验证，大大提闻了检测精度。[0013](3)结构简单，投资小，携带方便。(4)装置操作简单，工业人员学习简单，易于上手。
图I为本实用新型便携式管道腐蚀、渗漏现场检测装置的结构示意图。图2为本实用新型中第一模态导波激励与接收单元的结构示意图。图3为本实用新型中超声波传感器相控阵列的结构示意图。图中，I.管道，2.第一模态导波激励与接收单元，3.第二模态导波激励与接收单元，4.无线传输模块，5.工控机，6.超声波传感器相控阵列，7.前置放大器，8.数据采集卡，9.无线发送与接收单元，10.波形发生器，11.功率放大器，12.蓄电池，13.楔子、14.超声探头。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。本实用新型便携式管道腐蚀、渗漏现场检测装置的结构，如图I所示，包括分别设置在腐蚀、渗漏管道I的两端、结构相同的第一模态导波激励与接收单元2与第二模态导波激励与接收单元3，第一模态导波激励与接收单元2与第二模态导波激励与接收单元3分别通过信号连接至无线传输模块4，无线传输模块4与工控机5连接。无线传输模块4是基于射频芯片的无线数据传输系统，通过SPI接口实现与工控机5相连，构成一个智能完成数据采集、传送与接收的控制系统，有效解决了在某些工况下有线测量无法完成的数据采集工作。工控机5上的软件，采用组态软件编写，实现激励信号数据的生成和回波信号数据的处理。第一模态导波激励与接收单元2的结构，如图2所示，超声波传感器相控阵列6、前置放大器7、数据采集卡8、无线发送与接收单元9、波形发生器10与功率放大器11依次连接构成回路，蓄电池12分别与超声波传感器相控阵列6、前置放大器7、数据采集卡8、无线发送与接收单元9、波形发生器10、功率放大器11连接，为此回路供电。各部分之间均可采用RS232串行通信线联通，实现数据有线传输。无线发送与接收单元9是基于射频芯片的无线数据传输系统，发送回波信号数据和接收模态导波激励信号数据。超声波传感器相控阵列6的结构如图3所示，由可调节的楔子13和超声探头14组成。楔子13通过外部支架可以绕管道I管壁转动，楔子13可以在0 90度范围内调节，使超声探头14与管道I的管壁成0 90度范围内特定角度，从而使传感器激发出特定模态的超声导波。超声波传感器相控阵列6安装在要进行腐蚀、渗漏检测管道I的起点与终点，直接与管道I表面紧密接触。采用便携式管道腐蚀、渗漏现场检测装置的工作过程是，将第一模态导波激励与接收单元2与第二模态导波激励与接收单元3设置在腐蚀、渗漏管道I的两端，超声波传感器相控阵列6上的楔子13旋转，超声探头14检测管道I。工控机5生成激励信号数据，无线传输模块4的射频传输单元能够完成寄存器的设置和收发数据的任务，其从工控机5接收的信号发送至传感器侧的无线发送与接收单元9，按一定规律变换成为电信号，由波形发生器10 D/A转换产生波形，经功率放大器11的放大作用，放大相应倍数的信号驱动超声波传感器相控阵列6的超声探头，其是超声发射和接收两种功能合二为一的器件，器件中的压电晶体材料其正效应在电场作用下会迅速变形，发射超声波，从而激励出单模态超声导波；回波信号由超声波传感器相控阵列6采集，经前置放大器7放大，数据采集卡8 A/D具有自动采集非电量和电量信号的功能，因此其从放大器7采集到的信号转换生成信号数据，经无线发送与接收单元9通过无线传输模块4发送至工控机5上进行显示处理。从而 检测出管道腐蚀、渗漏的位置。本实用新型设备采用超声导波的检测技术，由于超声导波沿传播路径衰减小，可沿管道传播几十米远的距离，且回波信号包含管道的整体信息。因此，导波检测技术实际上是检测了一条线，而非一点。其次，超声导波技术在管的内、外表面和中部都有质点的振动，声场遍及整个壁厚，因此，整个壁厚都可以检测到，这就意味着埋地管道可以开挖较小的面积，架设检测装置就能检测管道的内部缺陷也可以检测管道的表面的缺陷。
权利要求1.一种便携式管道腐蚀、渗漏现场检测装置，其特征在于，包括分别设置在腐蚀、渗漏管道(I)的两端、结构相同的第一模态导波激励与接收单元(2)与第二模态导波激励与接收单元(3)，所述第一模态导波激励与接收单元(2)与第二模态导波激励与接收单元(3)分别通过信号连接至无线传输模块(4 )，无线传输模块(4 )与工控机(5 )连接。
2.根据权利要求I所述的便携式管道腐蚀、渗漏现场检测装置，其特征在于，所述无线传输模块(4)是基于射频芯片的无线数据传输系统，通过SPI接口实现与所述工控机(5)相连。
3.根据权利要求I所述的便携式管道腐蚀、渗漏现场检测装置，其特征在于，所述第一模态导波激励与接收单元(2)包括依次连接构成回路的超声波传感器相控阵列(6)、前置放大器(7)、数据采集卡(8)、无线发送与接收单元(9)、波形发生器(10)与功率放大器(11)，蓄电池(12)分别与超声波传感器相控阵列(6)、前置放大器(7)、数据采集卡(8)、无线发送与接收单元(9)、波形发生器(10)、功率放大器(11)连接，其中回路各部分之间采用RS232串行通信线连通。
4.根据权利要求3所述的便携式管道腐蚀、渗漏现场检测装置，其特征在于，所述无线发送与接收单元(9)是基于射频芯片的无线数据传输系统。
5.根据权利要求3所述的便携式管道腐蚀、渗漏现场检测装置，其特征在于，所述超声波传感器相控阵列(6)由可调节的楔子(13)和超声探头(14)组成。
专利摘要本实用新型公开了一种便携式管道腐蚀、渗漏现场检测装置，包括分别设置在腐蚀、渗漏管道的两端、结构相同的第一模态导波激励与接收单元与第二模态导波激励与接收单元，第一模态导波激励与接收单元与第二模态导波激励与接收单元分别通过信号连接至无线传输模块，无线传输模块与工控机连接。本实用新型的便携式管道腐蚀、渗漏现场检测装置，能够对长距离裹有包覆层管道的渗漏处进行检测，且开挖面积小、施工方便。
文档编号F17D5/02GK202402950SQ20112048107
公开日2012年8月29日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者付坚, 周如斌, 程传杰, 钟志磊, 顾龙 申请人:付坚, 周如斌, 程传杰, 钟志磊, 顾龙