一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置的制作方法

本實用新型提出了一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置，屬于電磁無損檢測領域。

背景技術：

管道廣泛應用于油氣、化工、電力和供暖等多個行業中，給各類資源的輸送增添了便利，但這些管道在高溫、高壓環境下極易產生裂縫、腐蝕等損傷，會給生產、生活帶來安全隱患，若不能及時發現，一旦產生爆炸、泄露等事故，將造成相當大的經濟損失，甚至可能會有人員傷亡。因此研究一套有效的，特別是適應于管道現場環境的無損檢測裝置很有必要。對腐蝕等缺陷的檢測，現有無損檢測方法如射線、超聲、磁粉和滲透等在適應現場的高低溫環境、設備表面狀況等方面都有各自的不足，比如：需要和金屬本體進行良好的耦合，以使超聲波能夠實現在傳感器與金屬本體之間的傳播和接收；一般是針對某點壁厚的測量，不適用于大面積的掃查檢測，因此檢測速度非常緩慢。而遠場渦流檢測技術是利用渦流遠場區特性進行缺陷檢測的一中特殊無損檢測方法，具有檢測方便、可操作性強、檢測結果易于獲得等優點。

遠場渦流檢測技術與傳統的渦流檢測技術相比，它不受渦流集膚深度的限制，能夠以同樣靈敏度檢測管壁內表面和外表面的缺陷。本實用新型設計了一種適用于金屬管道缺陷檢測的傳感器，采用了STM32開發板，具有便攜，掃描速度快等特點，具有較強的可行性。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置。該裝置能夠應用低頻電磁來實現對金屬管道外部以及內部的缺陷檢測。具有無需磁軛、便攜、掃描速度快、靈敏度高等特點。

本實用新型通過以下技術方案實現：一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置，其特征在于：由計算機(1)、STM32開發板(2)、功率放大器(3)、第一激勵線圈(4)、第二激勵線圈(5)、第一檢測線圈(6)、第二檢測線圈(7)、驅動桿(8)、進步電機(9)和屏蔽盤(10)組成；計算機(1)控制STM32開發板(2)產生一個正弦信號，經過功率放大器(3)放大后，加載到第一激勵線圈(4)與第二激勵線圈(5)上，產生的磁場傳播時有兩個不同的耦合路徑，一個是間接耦合能量路徑，另一個是直接耦合能量路徑，通過第一檢測線圈(6)和第二檢測線圈(7)來測量間接耦合磁場信號，并將信號采集進STM32開發板(2)，通過觀察信號的幅值以及相位的變化就能直觀的顯示是否有缺陷了，驅動桿(8)由進步電機(9)提供動能實現掃描，屏蔽盤(10)用來加速直接耦合磁場的衰減。

所述的一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置，其特征在于：激勵信號的產生以及信號的處理由STM32開發板(2)完成。

所述的一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置，其特征在于：激勵頻率為0-100Hz。

所述的一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置，其特征在于：屏蔽盤(10)的材料采用鐵氧體。

所述的一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置，其特征在于：第一激勵線圈(4)、第二激勵線圈(5)與第一檢測線圈(6)、第二檢測線圈(7)之間的間距為管道(11)直徑的2-3倍。

本實用新型的工作原理是：本實用新型利用電磁感應原理，采用非接觸方式檢測被檢設備的表面和埋藏缺陷，激勵線圈在較低頻率的下會產生一個交變磁場，磁場能量向管道的兩端傳播時有兩個不同的耦合路徑，通過檢測線圈檢測間接耦合磁場的變化，并分析線圈檢測信號電壓幅值和相位來判斷是否存在缺陷。首先由計算機(1)控制STM32開發板(2)產生一個正弦信號，經過功率放大器(3)放大后，加載到第一激勵線圈(4)與第二激勵線圈(5)上，產生的磁場傳播時有兩個不同的耦合路徑，一個是間接耦合能量路徑，另一個是直接耦合能量路徑，通過第一檢測線圈(6)和第二檢測線圈(7)來測量間接耦合磁場信號，并將信號采集進STM32開發板(2)，通過觀察信號的幅值以及相位的變化就能直觀的顯示是否有缺陷了。

本實用新型的有益效果是：所述一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置不受時間、空間等環境因素的影響，具有無需磁軛、便攜、掃描速度快、靈敏度高等特點。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置。

圖2是本實用新型的缺陷與檢測信號幅值的關系圖。

圖3是本實用新型的缺陷與檢測信號相位的關系圖。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步詳細描述。

參見附圖1，一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置，其特征在于：由計算機(1)、STM32開發板(2)、功率放大器(3)、第一激勵線圈(4)、第二激勵線圈(5)、第一檢測線圈(6)、第二檢測線圈(7)、驅動桿(8)、進步電機(9)和屏蔽盤(10)組成；計算機(1)控制STM32開發板(2)產生一個正弦信號，經過功率放大器(3)放大后，加載到第一激勵線圈(4)與第二激勵線圈(5)上，產生的磁場傳播時有兩個不同的耦合路徑，一個是間接耦合能量路徑，另一個是直接耦合能量路徑，通過第一檢測線圈(6)和第二檢測線圈(7)來測量間接耦合磁場信號，并將信號采集進STM32開發板(2)，通過觀察信號的幅值以及相位的變化就能直觀的顯示是否有缺陷了。

其中，STM32開發板(2)產生的頻率范圍為0-100Hz，屏蔽盤(10)的材料采用鐵氧體，第一激勵線圈(4)、第二激勵線圈(5)與第一檢測線圈(6)、第二檢測線圈(7)之間的間距為管道(11)直徑的2-3倍。圖2是缺陷與檢測信號幅值的關系圖。圖3是缺陷與檢測信號相位的關系圖。