[发明专利]探针呈矩阵分布的金属面壁厚检测仪及其测量方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种新型无损检测装置及方法，具体地说是一种探针呈矩阵分布的金属面壁厚检测仪及其测量方法。

背景技术

近年来国内石化企业大量炼制高硫、高酸原油，使设备腐蚀加剧，所带来的问题也愈加严重，为了防止事故发生，需要加强设备腐蚀监测，尤其对设备壁厚的大面积实时检测是目前企业迫切需要的。目前对设备壁厚的检测主要采用的是超声波检测，超声波测厚需要耦合剂，检测时是测量点壁厚，不仅测量时间长、工作效率低，而且测量误差大、灵敏度不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灵敏度高、检测面积大、寿命长的探针呈矩阵分布的金属面壁厚检测仪及其测量方法。

采用的技术方案是：

探针呈矩阵分布的金属面壁厚检测仪，包括探针组、采集器及检测电路，其特征在于所述的探针组由多个呈矩阵分布的探针构成，探针为柱状电极，用于测试金属的壁厚；所述的补偿试块设置在被测管道的表面，其一端与被测管道紧密连接，用于腐蚀试片的温度补偿；所述的激励信号电极，用于提供激励信号；所述的探针通过连接器与采集器连接；所述采集器包括：壳体、连接器接口及通讯线接口，采集器与上位机进行通讯连接；检测电路设置在电路板上，电路板设于壳体密闭空间内。

所述检测电路包括：柱状电极的电极间被测金属的电阻及补偿试块电阻，二者串联后与恒流源相连，在被测金属的电阻及补偿试块电阻上产生的电压信号采用差分输入的方式分别送至第1放大器及第2放大器的输入端，第1放大器及第2放大器的输出信号经再次放大、调制及A/D转换后与中央处理器的信号输入端相连，中央处理器根据输入信号的大小控制恒流源的输出，通过通讯单元与上位计算机进行通讯连接；所述被测金属、柱状电极及补偿试块为同种金属材质。

本发明的探针呈矩阵分布的金属腐蚀面壁厚测量方法，其特征在于包括以下步骤：

将被测金属及补偿试块同时置于温度相同的检测介质中；在被测金属及补偿试块组成的串联回路中施加同一激励信号；通过被测金属电阻及补偿试块电阻获取被测金属及补偿试块两端的响应电压，以差分输入的方式送至检测电路；

通过公式                                       计算被测金属

的减薄量，其中U_F0、U_B0为被测金属3（注：被测金属3，非特指的电流梯度方向两电极间的被测金属）和补偿试块的初次检测响应电压（未被腐蚀时），H_F0为被测金属的原始管壁厚度（未被腐蚀时），U_F、U_B为被测金属和补偿试块的正常检测时响应电压，H_F为被测金属的当前管壁厚度；根据上述减薄量求出金属的腐蚀速率。

还具有以下步骤：根据上述响应电压信号的大小调整恒流源的输出幅度。

本发明具有以下有益效果及优点：

1．测量误差小。补偿试块与被测金属温度基本相同，同时检测电路将被测金属和补偿试块采用差分输入的方式接入输入端，进行温度补偿，因此有效减小了测量误差；

2．灵敏度高，抗干扰能力强，工作效率高。本发明以恒流源做为激励信号，可以通过频段滤波提取有效信号以抑制噪声信号，与现有技术中采用直流恒流源相比，增强了抗干扰能力，采用双通道同时采样的运放，提高了灵敏度，由此缩短了测量时间，提高了工作效率，避免了人工操作所带来的人为因素的影响；

3．适用范围广。此项技术是监测管道指定区域腐蚀情况的非接触技术，还可应用于储藏罐或其他金属建筑物上；能够用于检测复杂的几何体（弯头、T-接头、Y-接头等）。

4．实现远程在线测量。本发明装置与上位计算机进行通讯连接，实现测量结果的远程通讯，由上位计算机处理并显示测量结果和腐蚀曲线，可以实时在线监测金属的腐蚀状况。

附图说明

图1为本发明电阻探针布置示意图。

图2为本发明采集器外部结构示意图。

图3为本发明电阻探针测量电路原理图。

具体实施方式