一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及其方法，更确切地说，本发明涉及一种利用涡流探测器，使用一探查线圈和霍尔传感器，优先测量由管线缺陷儿产生的感应磁通量，从而不仅可以检测一般管线缺陷还可以同时检测特定管线缺陷。
【背景技术】
[0002]在一发电厂或一化工厂优先检测基底金属的厚度是很重要的，为了预防设施由于腐蚀产生的减薄而导致的损坏和破坏，并且该腐蚀产生于覆盖有保温材料的管线中，或储存罐中保温材料和基底金属之间，或者因为由弯曲管线中的流体所产生的流动加速腐蚀。现有技术对于这个描述于韩国专利10-1150486，其中一种测量内管或储罐厚度的装置，特别是由铁磁材料构成，如碳钢，不用消除保温材料已被描述。该方法描述于韩国专利10-1150486，该专利是为了通过检测信号引发采用脉冲电流通过循环驱动线圈之后，并通过使用感应线圈缠绕驱动线圈并且解释之后的信号，从而检测一物体厚度的任意变化。
[0003]从理论上讲，探查线圈只能检测通过线圈内部区域的磁通量强度。因此，任何内部的比较方向或线圈中缺陷位置被轻易被忽略。在许多情况下，在电磁试验中检测的引发磁通量的变化包含关于物体中缺陷的有价值的信息。然而，如果相比于线圈的尺寸缺陷是比较小的，由缺陷引起的局部磁场的变化是不能由磁通量运行通过大面积线圈来检测的。由线圈检测的信号代表围绕线圈的磁通量的一般变化无论磁通量空间方向。这意味着，只有运行在探查线圈内部引发磁通量的强度可以被测量，引发磁通量运行通过的区域等于探查线圈的区域。因此。传统的方法只能测量面向探查线圈区域的物体的平均厚度的变化。当驱动线圈的尺寸减小，分辨率增加，然而，这导致穿过物体的涡电流的穿透深度减少，因此它对本发明来说不是合适的方法。鉴于驱动线圈的容积和区域，探查线圈的直径现实中至少为10cm，表明在80平方厘米或者小于80平方厘米中的物体厚度变化的检测室非常不同的。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目的是为了提供一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及其方法，它可以检测没有去除覆盖在管线外围的保温材料的管线的平均厚度。
[0005]本发明的另一个目的是为了提供一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及其方法，它是简单并且实时监测管线上任何局部缺陷，除了管线壁平均厚度。
[0006]本发明的一个目的是为了提供一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及其方法，它可以只用简单的操作测量管线壁的减小。
[0007]为了实现上述目的，本发提供了一种装置，该装置包含一个电源供给单元，所述供给单元用于供给脉冲电流，一个磁场发生单元，所述磁场发生单元利用上述提供的脉冲电流来产生脉冲磁场的，一个磁传感器单元，所述磁传感器单元检测管线中脉冲磁场所产的脉冲引起的磁通量，并且在感应到脉冲引起的磁通量的变化后产生检测信号，一个信号放大/过滤单元，所述信号放大/过滤单元用于放大和过滤在磁传感器单元中所产生的检测信号，以及一个信号处理单元，所述信号处理单元用于接收在信号放大/过滤单元中放大和过滤后的检测信号并且计算管线的厚度及减薄的变化，其中所述磁感应器单元包括一个探查线圈和一个霍尔传感器，所述探查线圈用于测量管线的平均厚度，所述霍尔传感器用于测量管线厚度的局部变化。
[0008]在电源供给单元中产生复极式脉冲电流，脉冲电流的脉冲宽度为0.2-2.0秒，并且能率比被控制在0.1-0.5的范围内。
[0009]所述磁场发生单元包含分别来自于管线但不和管线接触的磁轭，并且所述磁化线圈包裹着磁轭从而在管线上产生脉冲磁场。
[0010]所述磁轭是中空的，并且其特征是一端的直径大于另一端。
[0011]所述磁轭用高渗透性磁化材料来准备，例如诸如铁酸盐或铁芯硅钢片(SiFe)。
[0012]所述磁化线圈用l~5mm的铜线包裹着磁轭的外围并缠绕50~300次。
[0013]霍尔传感器位于所述磁场发生单元的中央。当含有2个霍尔传感器时，他们位于所述磁场发生单元中央的两端并且此时所述两个霍尔传感器是不同类型的。
[0014]所述探查线圈是为了包裹在所述磁化线圈的外部但和所述磁化线圈电连接。
[0015]所述磁化线圈被所述探查线圈缠绕200~1000次。
[0016]所述霍尔传感器和所述探查线圈是为了测量由脉冲引起的磁通量的变化后产生变化电压以及基于测量电压水准下管线变化厚度的计算。
[0017]所述信号处理单元通过测量脉冲引发磁通量信号的时间和宽度相关的衰减程度，该磁通量使用一参数或者通过测量脉冲引起的磁通量信号的时间延迟，并通过傅立叶变换作为一个频谱。
[0018]当信号处理单元中只有一个霍尔传感器，信号处理单元通过下列步骤计算减薄；通过观察过渡区域的时间延迟；区别信号；对过渡区域的信号或者不同信号最大值的振幅进行傅里叶变化；并且通过使用功率谱密度计算减薄。当信号处理单元包含两个霍尔传感器时，通过使用不同的霍尔传感器的不同电压大小来计算减薄程度。
[0019]所述管线是一条管线或者一个发电厂的换热器或一个包含磁性物质的化工厂。
[0020]本发明的方法可以包含下列步骤；通过向磁化线圈提供脉冲电流来产生脉冲磁场；利用探查线圈和霍尔传感器检测由脉冲磁场在管线中发生的脉冲引起的磁通量当检测到由于管线厚度变化而产生的脉冲引起的磁通量的改变时，通过探查线圈和霍尔传感器产生检测信号；放大和过滤检测信号；并且通过处理放大的和过滤的检测信号计算墙管线的壁减薄或厚度变化。
[0021]用探查线圈和霍尔传感器的检测步骤可以包含使用探查线圈的检测与霍尔传感器的检测同时进行。
[0022]技术优势本发明的一种利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置及其方法有利于增加磁场的穿透管线内部的穿透深度，该管线穿过具有更大直径的磁化产生单元。因此，缺陷的平均变化可以用探查线圈来测量并且同时管线内部的局部变化和管线壁的减薄可以用霍尔传感器测量。
【附图说明】
[0023]本发明优选的实施例的应用将参照附图被最好的理解，其中:
图1是根据本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置的示意图；
图2是根据本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置中朝着特定方向管线的截面图；
图3是根据本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置中检测器的截面图；
图4是根据本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置中检测器的斜截面图；
图5是根据本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的方法的流程示意图；
图6是用于驱动本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测装置及方法的软件示意图；
图7是根据本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置中霍尔传感器测量由外围环境改变管线厚度的图形示意图；
图8 (a)和8 (b)是根据本发明优选实施例中利用涡流探测器来进行稀疏脉冲检测的装置中探查线圈测量由外围环境改变管线厚度的图形示意图。
[0024]符号说明 10:管线
20:保温材料 100:探测单元
110:磁场发生单元
111:磁轭
112:磁化线圈
150:磁传感器单元
151:探查线圈
152，152’:霍尔传感器。
具体实施例
[0025]通过附