一种基于远场涡流的金属管道缺陷检测装置的制作方法

本发明提出了一种基于远场涡流的金属管道缺陷检测装置，属于电磁无损检测领域。

背景技术：

管道广泛应用于油气、化工、电力和供暖等多个行业中，给各类资源的输送增添了便利，但这些管道在高温、高压环境下极易产生裂缝、腐蚀等损伤，会给生产、生活带来安全隐患，若不能及时发现，一旦产生爆炸、泄露等事故，将造成相当大的经济损失，甚至可能会有人员伤亡。因此研究一套有效的，特别是适应于管道现场环境的无损检测装置很有必要。对腐蚀等缺陷的检测，现有无损检测方法如射线、超声、磁粉和渗透等在适应现场的高低温环境、设备表面状况等方面都有各自的不足，比如：需要和金属本体进行良好的耦合，以使超声波能够实现在传感器与金属本体之间的传播和接收；一般是针对某点壁厚的测量，不适用于大面积的扫查检测，因此检测速度非常缓慢。而远场涡流检测技术是利用涡流远场区特性进行缺陷检测的一中特殊无损检测方法，具有检测方便、可操作性强、检测结果易于获得等优点。

远场涡流检测技术与传统的涡流检测技术相比，它不受涡流集肤深度的限制，能够以同样灵敏度检测管壁内表面和外表面的缺陷。本发明设计了一种适用于金属管道缺陷检测的传感器，采用了STM32开发板，具有便携，扫描速度快等特点，具有较强的可行性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于远场涡流的金属管道缺陷检测装置。该装置能够应用低频电磁来实现对金属管道外部以及内部的缺陷检测。具有无需磁轭、便携、扫描速度快、灵敏度高等特点。

本发明通过以下技术方案实现：一种基于远场涡流的金属管道缺陷检测装置，其特征在于：由计算机(1)、STM32开发板(2)、功率放大器(3)、第一激励线圈(4)、第二激励线圈(5)、第一检测线圈(6)、第二检测线圈(7)、驱动杆(8)、进步电机(9)和屏蔽盘(10)组成；计算机(1)控制STM32开发板(2)产生一个正弦信号，经过功率放大器(3)放大后，加载到第一激励线圈(4)与第二激励线圈(5)上，产生的磁场传播时有两个不同的耦合路径，一个是间接耦合能量路径，另一个是直接耦合能量路径，通过第一检测线圈(6)和第二检测线圈(7)来测量间接耦合磁场信号，并将信号采集进STM32开发板(2)，通过观察信号的幅值以及相位的变化就能直观的显示是否有缺陷了，驱动杆(8)由进步电机(9)提供动能实现扫描，屏蔽盘(10)用来加速直接耦合磁场的衰减。

所述的一种基于远场涡流的金属管道缺陷检测装置，其特征在于：激励信号的产生以及信号的处理由STM32开发板(2)完成。

所述的一种基于远场涡流的金属管道缺陷检测装置，其特征在于：激励频率为0-100Hz。

所述的一种基于远场涡流的金属管道缺陷检测装置，其特征在于：屏蔽盘(10)的材料采用铁氧体。

所述的一种基于远场涡流的金属管道缺陷检测装置，其特征在于：第一激励线圈(4)、第二激励线圈(5)与第一检测线圈(6)、第二检测线圈(7)之间的间距为管道(11)直径的2-3倍。

本发明的工作原理是：本发明利用电磁感应原理，采用非接触方式检测被检设备的表面和埋藏缺陷，激励线圈在较低频率的下会产生一个交变磁场，磁场能量向管道的两端传播时有两个不同的耦合路径，通过检测线圈检测间接耦合磁场的变化，并分析线圈检测信号电压幅值和相位来判断是否存在缺陷。首先由计算机(1)控制STM32开发板(2)产生一个正弦信号，经过功率放大器(3)放大后，加载到第一激励线圈(4)与第二激励线圈(5)上，产生的磁场传播时有两个不同的耦合路径，一个是间接耦合能量路径，另一个是直接耦合能量路径，通过第一检测线圈(6)和第二检测线圈(7)来测量间接耦合磁场信号，并将信号采集进STM32开发板(2)，通过观察信号的幅值以及相位的变化就能直观的显示是否有缺陷了。

本发明的有益效果是：所述一种基于远场涡流的金属管道缺陷检测装置不受时间、空间等环境因素的影响，具有无需磁轭、便携、扫描速度快、灵敏度高等特点。

附图说明

图1是本发明的一种基于远场涡流的金属管道缺陷检测装置。

图2是本发明的缺陷与检测信号幅值的关系图。

图3是本发明的缺陷与检测信号相位的关系图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参见附图1，一种基于远场涡流的金属管道缺陷检测装置，其特征在于：由计算机(1)、STM32开发板(2)、功率放大器(3)、第一激励线圈(4)、第二激励线圈(5)、第一检测线圈(6)、第二检测线圈(7)、驱动杆(8)、进步电机(9)和屏蔽盘(10)组成；计算机(1)控制STM32开发板(2)产生一个正弦信号，经过功率放大器(3)放大后，加载到第一激励线圈(4)与第二激励线圈(5)上，产生的磁场传播时有两个不同的耦合路径，一个是间接耦合能量路径，另一个是直接耦合能量路径，通过第一检测线圈(6)和第二检测线圈(7)来测量间接耦合磁场信号，并将信号采集进STM32开发板(2)，通过观察信号的幅值以及相位的变化就能直观的显示是否有缺陷了。

其中，STM32开发板(2)产生的频率范围为0-100Hz，屏蔽盘(10)的材料采用铁氧体，第一激励线圈(4)、第二激励线圈(5)与第一检测线圈(6)、第二检测线圈(7)之间的间距为管道(11)直径的2-3倍。图2是缺陷与检测信号幅值的关系图。图3是缺陷与检测信号相位的关系图。