专利名称：免连线式声发射检测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于检测立式钢质储油罐罐底腐蚀渗漏情况的无损检测装置，尤其是一种免连线式的声发射检测仪。
背景技术：
立式钢质储油罐的底板与罐基础和储存介质直接接触，安装位置隐蔽，所以储油罐底板的腐蚀状况不易被检测到，实施检测的难度和工作量也相对较大。传统储油罐底板无损检测方法有渗透检测、磁粉检测、漏磁检测、涡流检测、超声波检测等，这些方法都需要腾空、清洗油罐，无法在储油状态下对储油罐的腐蚀情况进行检测。声发射技术可以克服传统储油罐无损检测方法的缺点，它不需要经过腾空、清洗等一系列复杂程序，就能够实现实时快速的检测储油罐的腐蚀情况，是一种在线、高效和经济的无损检测方法，具有非常广阔的应用前景。目前，声发射仪器大体分为两种基本类型，即单通道声发射检测仪和多通道声发射源定位分析系统[1]。单通道声发射检测仪由传感器和信号采集模块组成，信号采集模块包含前置放大器、滤波器、主放大器以及A/D转换器等。检测时用磁性卡座把传感器固定在储油罐壁板上，然后用信号线把传感器和采集模块连接起来，进行在线检测。多通道声发射检测系统是把信号采集及处理模块做成板卡安装在检测仪主机里，主机与计算机相连，可以安装多块板卡，扩展为多条通道；计算机安装检测分析系统软件，对采集的数据进行实时分析。检测时，计算机与检测仪主机放置在储油罐附近用电安全、地势平整的地方，用磁性卡座把传感器固定在储油罐壁板上，每一个传感器都通过信号线连接到对应的一条检测通道上，然后进行检测与分析。不管是使用单通道检测仪还是多通道检测系统，都存在外接信号线的情况，信号线露在外面容易受到环境噪声的干扰，造成采集信号失真；而且信号线相对比较脆弱，暴露在外面容易损坏，影响检测仪正常使用；与单通道检测仪相比，多通道检测系统所需要的信号线更长，在检测时布置和撤收线缆的工作十分繁杂，有时会出现线缆通信故障而影响检测活动的继续。
发明内容
为了克服单通道声发射检测仪依然存在外接信号线而带来的问题，本发明设计一种免连线式声发射检测仪，该检测仪采用整体化设计，免除仪器外部的连线，使用无线传输技术进行数据传输。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是检测仪外壳使用酚醛塑料制作，以减轻重量、降低成本。检测仪由传感器单元、信号采集与处理单元、供电单元、无线传输单元四部分构成。传感器单元位于检测仪的前端，前端保护盖中间开孔可使传感器露出，周围镶嵌有磁铁，传感器放置在卡座里，卡座通过弹簧与隔离层相连，在弹簧弹力和磁铁吸引力的双重作用下，传感器与储油罐壁板紧密接触，达到良好的耦合效果。检测仪前端保护盖可以取下，便于更换传感器。隔离层后面依次是信号采集与处理单元、供电单元和无线传输单元，一层由铁磁性材料制作的薄金属层衬于外壳内表面，避免磁铁磁场影响这些单元正常工作，起到磁屏蔽的作用。信号采集与处理单元由前置放大器模块、滤波器模块、主放大器模块、波形采集及数据存储模块组成，供电单元是由一组可充电电池组成，检测仪后端是无线传输单元，采用红外传输技术与计算机之间进行同步定时和数据传输。为了消除检测仪自身重力影响传感器与储油罐壁板的耦合程度，使用可调节型三脚架来支撑检测仪，这样既能够使传感器与储油罐壁板紧密接触，又可以定量的调整传感器高度，使所有传感器处于同一平面，并且稳定不动。本发明的有益效果是，免连线式的设计使声发射传感器与信号采集与处理单元集成于一体，避免外部连线带来的信号干扰和仪器故障问题；可调型支架设计可以调整传感器的安装高度，使所有传感器处在同一平面上，还可以保持传感器与储油罐壁板之间耦合良好，起到稳定支撑的作用。
下面结合附图对本发明进一步说明。图1是本发明的检测仪主体结构示意图。图2是本发明的检测仪安装示意图。图3是本发明的数据传输过程示意图。图4是本发明的应用实例示意图。
具体实施例方式在图1中，镶嵌有磁铁2的前端保护盖3以螺纹形式与壳体6相连，壳体6被隔离层7分为前室和后室。传感器单元21位于壳体6的前室，由传感器1、卡座17和弹簧18组成。传感器1插好插头5后嵌套在卡座17上，卡座17与弹簧18相连，固定在隔离层7上。 前端保护盖3中间开有圆孔，可以固定传感器1，也可以取下前端保护盖3，更换传感器1。 在壳体6后室的内表面衬有一层薄薄的磁屏蔽层13，它由铁磁性材料制作而成，对位于壳体6后室的信号采集与处理单元22、供电单元23和无线传输单元M起到磁屏蔽作用，避免磁场影响这些单元正常工作。信号线4透过隔离层7与信号采集与处理单元22相连，该单元由前置放大器模块8、滤波器模块9、主放大器模块10、波形采集及数据存储模块11组成；供电单元23由3块可充电电池12组成，经电源线20对前面各个模块供电；无线传输单元M由红外线传输接口 15和红外对接窗口 16组成，红外线传输接口 15安装在壳体6的最后面，红外对接窗口 16镶嵌安装在后端保护盖14内，后端保护盖14与壳体6以螺纹形式相连。在图2 (a)和(b)中，检测仪呈圆柱形，套筒25牢固卡在检测仪上的套筒卡槽19 上，与带刻度的支柱26使用螺丝相连，连接部位可以灵活转动，便于调整检测仪的角度。三角支架观放置于地面上，将检测仪带有传感器1 一端朝着储油罐方向，调整支柱吏检测仪处于要求的高度后，拧紧螺丝旋钮27。这样就能够把参与检测活动的每一个检测仪都固定在同一高度，确保传感器处于同一平面；另外，还可以防止因检测仪自身重力影响使传感器1与储油罐壁板接触不紧密，保持两者之间良好的耦合。
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在图3 (a)中，声发射检测仪放置在数据传输箱四里，每一个检测仪的红外对接窗口 16与数据传输箱四盖子上的红外对接窗口 30对正，数据传输箱四盖子右侧有一个 USB接口 31，用于连接计算机。在图3 (b)中，数据传输箱四通过USB数据线32与计算机 33连接，可以通过计算机33向下设置所有检测仪的同步时钟、地址编码、启动及停止检测的时间等，也可以把每个检测仪采集到的波形数据向上传输给计算机33。在图4中，列举出了 6个检测仪的分布情况。从进出油短管34逆时针开始，围绕储油罐壁板36 —周均勻分布，确定检测仪的安装位置，按照从1#至6#依次编号，尽量避开储油罐的附件如进出油短管34、人孔37等，检测仪水平放置在储油罐基础35上，前端通过耦合剂紧贴于储油罐壁板36。检测人员需记录清楚检测仪地址编码与安装位置编号的对应关系。[1] 张俊哲.无损检测技术及其应用(第二版)[M].北京科学出版社，2010\。
权利要求
1.一种声发射检测仪，在磁屏蔽性能良好的外壳中，声发射传感器、信号采集与处理单元、供电单元及传输单元一起安装在检测仪内部，无需外部连线，其特征是声发射传感器安装在检测仪前端，在弹簧弹力和磁铁吸引力的双重作用下，与储油罐壁板紧密接触，达到良好的耦合效果；可调型三角支架可以调整传感器的安装高度，使所有传感器处在同一平面上，还可以保持传感器与储油罐壁板的耦合良好，起到稳定检测仪的作用。
2.根据权利要求1所述的声发射检测仪，其特征是传感器卡座用弹簧固定在壳体的隔离层上，传感器插好插头后嵌入卡座，穿过前端保护盖中间的圆孔与储油罐壁板接触，由于弹簧的弹力作用，接触面会突出出来。
3.根据权利要求1所述的声发射检测仪，其特征是前端保护盖中间开有能够使传感器穿过的圆孔，周围镶嵌有磁铁。
4.根据权利要求1所述的声发射检测仪，其特征是检测仪外壳使用酚醛塑料制作，以减轻重量、降低成本；检测仪外壳内表面衬有一层使用铁磁性材料制作的薄薄的金属层，对内部元器件起到磁屏蔽的作用。
5.根据权利要求1所述的声发射检测仪，其特征是检测仪通过套筒固定在三角支架上，可调型三角支架的中心支柱上刻有刻度，能够明确传感器的安装高度。
全文摘要
一种免连线式的声发射检测仪。在导磁性能良好的铁磁性外壳中，声发射传感器、信号采集与处理单元、供电单元及传输单元顺序连接，无需外部连线，克服了因外部连线带来的信号干扰和设备故障等问题。传感器在弹簧弹力和磁铁吸引力的双重作用下，与储油罐壁板紧密接触，达到良好的耦合效果。可调型三角支架能够克服检测仪自身重力的影响，支撑检测仪稳定在设置的高度，能够使所有检测仪处于同一平面，减小声发射检测仪对储油罐罐底腐蚀渗漏检测的定位误差。
文档编号G01N29/22GK102565195SQ201210006750
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者刘丽川, 包建明, 方卫红, 李智宇, 税爱社, 罗凯文, 舒丹, 陈家川, 韩飞, 黄磊 申请人:税爱社