一种深海智能存储交流电磁场检测系统及缺陷判定方法与流程

文档序号:12466469阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种深海智能存储交流电磁场检测系统,其特征是:包括位于水面之下的ROV、安装在ROV内部的主机和位于水面下与主机连接的探头,所述ROV通过脐带缆与水面之上设备通讯,所述主机包括CPU主板、键盘、数据导出接口、SATA转USB接口、硬盘、锂电池、电压转换模块、A/D转换模块、锁相放大模块、采样开关、数字I/O、功放模块、报警灯、报警信号接口和打印机接口,所述探头包括滤波模块、放大模块、U型磁芯、磁场传感器和激励线圈,所述CPU主板分别与键盘、A/D转换模块、报警灯、报警信号接口和打印机接口连接,所述CPU主板整过SATA接口与硬盘连接,所述硬盘通过SATA转USB接口与数据导出接口连接,所述CPU主板通过数字I/O与功放模块连接,所述功放模块与探头内部缠绕在U型磁芯横梁上的激励线圈连接,所述磁场传感器安装在激励线圈中心正下方且通过放大模块与滤波模块连接,所述滤波模块与安装在主机内的采样开关连接,所述采样开关和功放模块均通过锁相放大模块与A/D转换模块连接,所述锂电池通过电压转换模块为整个主机内部供电。

2.根据权利要求1所述的一种深海智能存储交流电磁场检测系统,其特征是:所述ROV包括前后推进器、升降推进器、ROV控制器、脐带缆、摄像头甲、高压泵、摄像头乙、机械手控制器、机械手和高压喷头,所述前后推进器安装在ROV的后部外侧,所述升降推进器安装在ROV的底部外侧,所述ROV控制器安装在ROV内部,ROV控制器分别与前后推进器、升降推进器、脐带缆、摄像头甲、高压泵、摄像头乙和机械手控制器连接,所述摄像头甲安装在主机的报警灯正上方,所述高压泵与安装在探头前端底部的高压喷头连接,所述摄像头乙安装在ROV前端外侧正对机械手和探头位置,所述机械手控制器与机械手连接。

3.根据权利要求1所述的一种深海智能存储交流电磁场检测系统的缺陷判定方法,其特征在于包括以下步骤:

(1)将主机安装在ROV内部,将探头连接至主机上,将探头加持在ROV的机械手上,将高压喷头安装在探头前端的底部,根据结构物检测区域缺陷识别大小要求,在CPU主板内的软件中提前设置缺陷判定阈值Q和相位判定阈值P;

(2)利用水面上操作设备通过脐带缆控制水下ROV带动探头到达合适的检测区域,水面操作设备通过机械手控制探头扫查的位置和姿态,通过高压泵和高压喷头对待检测区域进行清理;

(3)主机内的CPU主板通过数字I/O发出正弦交流信号S,正弦交流信号通过功放模块放大功率后加载至探头内部的激励线圈上,激励线圈在结构物表面感应出局部均匀的电场,均匀电场遇到结构物表面缺陷产生扰动并引起空间磁场畸变,磁场传感器测得X方向(与探头方向平行)的扰动磁场信号并转化为电信号Ex,磁场传感器测得Z方向(与结构物表面垂直)的扰动磁场信号并转化为电信号Ez;

(4)对于连续信号Ex和Ez经过探头内部的放大和滤波处理后进入主机内的采样开关,经过采样开关的Ex、Ez和参考信号S进入锁相放大模块,根据电磁感应规律,激励信号S和Ex、Ez应为同频正弦信号,利用锁相放大模块可求得Ez的相位Φz,Ex、Ez和参考信号S经过锁相放大模块、A/D转换模块进入CPU主板,CPU内部的程序算法可求得Ex的功率谱QEx

(5)采用逐点方式判断QEx与初始设定阈值Q大小关系,若QEx小于等于Q,则保存数据,对Bz相位求导得到Dz,判断Dz是否满足要求,Dz大于等于相位判定阈值P则视为有效数据,则数据i增加一次;若Dz小于P则按照Bx能量谱阈值曲线递增更新阈值Q并清空保存的缺陷数据,并继续进行阈值大小判定,若QEx大于Q,则舍弃该数据;

(6)判断i是否等于连续点数N,若该缺陷连续N个点满足能量谱和相位导数阈值判定方法则判定缺陷存在;若i不满足连续N个点满足阈值判定方法则视为干扰信号,从新开始数据的判定;

(7)当判断到缺陷存在时,CPU主板通过报警灯发出报警信号,ROV内的摄像头甲观测到报警灯信号并通过ROV控制器和脐带缆传输至水面上,水面上的人员可判定该结构物焊缝处存在缺陷;

(8)ROV携带探头完成焊缝扫查返回水面后,可通过数据导出接口导出硬盘内存储的缺陷数据,进行缺陷的定量分析,可通过打印机接口打印硬盘内存储的数据,形成检测报告。

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