[发明专利]一种基于压磁效应的损伤检测仪

说明书

技术领域

本申请涉及一种损伤检测仪，特别是一种金属记忆多通道损伤检测仪，能够对管道和平板类部件进行高效检测。

背景技术

管道运输是石油、天然气运输采用的主要方式。目前，在我国近70%的原油、100%的天然气是通过管道来进行运输的。据不完全统计，我国已建成的石油、天然气管道总里程已超过了8万公里，正在兴建和拟建的管道也有近万公里、油田集输管网、炼厂、城市管网累计达数十万公里。由于输送管线穿越地域广阔，服役环境复杂，位置隐蔽，一旦发生失效破坏，往往造成巨大的经济损失，导致人身伤亡等灾难性事故，对环境也会造成很大的破坏。据统计，我国现有的长距离油气输送管线中已有70%进入了事故多发期，每年因为管线腐蚀、老化造成的管道事故十分频繁，存在着极大的潜在危险，因此在事故发生前对管道进行检测具有非常重要的意义。

压磁效应是指铁磁性材料受到机械力的作用时，它的内部产生应变，导致导磁率发生变化，从而使磁场发生变化。铁磁性金属部件表面上的磁场分布与部件应力载荷有一定的关系，因此可通过检测部件表面的磁场分布情况间接地对部件进行诊断。钢材油气管道在管道输送压力作用下，其应力集中以及腐蚀等伤损处的磁场强度存在明显的特征：切向磁场分量Hp(x)具有最大值，法向磁场分量Hp(y)改变符号且具有零值。基于压磁效应的管道检测技术通过记录管道周围的压磁信号，提取压磁磁场特征值，建立管道应力集中以及腐蚀等伤损位置判断准则，并分析伤损处管道的受力情况。压磁效应理论可以为铁磁金属构件失效分析及寿命评估提供有力的技术支持，在无损检测领域有其独特的优势。

常见的管道检测方法有超声波检测和漏磁式管道检测等，它们都存在一定的缺陷。超声波的传播必须依靠液体介质，且容易被蜡吸收，所以超声波检测仪器不适合在气管线和含蜡很高的油管线进行检测。漏磁式管道检测需要专门的磁化设备，检测结束后需要退磁处理，检测费用高，存在着磁污染等问题。压磁效应可以利用管道在运行过程中形成的天然磁化现象，检测的信息更为全面，不需要专门的磁化装置，操作简单方便，检测的成本较低，在无损检测领域中具有很好的应用前景。本文研发了一种基于压磁效应的损伤检测仪，用于在线检测管道中存在的应力集中、腐蚀、材料缺陷等金属损伤，现有的压磁效应的损伤检测仪一般仅限于实验室内使用，而在户外的环境复杂，一般的实验室内仪器无法适应管道的变径结构、检测中的振动及恶劣的室外现场环境，导致检测结果不准确或根本无法进行测量，为此本申请设计了一种多用途、可靠性强的基于压磁效应的损伤检测仪，对提高国内油气管道的安全检测技术水平，及时有效防止因管道损伤破坏引发的安全事故具有十分重要的意义。

发明内容

本发明提供一种基于压磁效应的损伤检测仪，其由信号采集系统、光电测距系统、信号处理系统和底盘系统组成，信号采集系统为一扫描探头，扫描探头具有一横杆，磁感应传感器阵列、温度传感器集成在横杆上；信号处理系统包括放大滤波电路、信号放大电路、多路开关、A/D转换电路、计算机系统，信号处理系统的计算机系统内安装有信号处理软件，并且计算机系统与人际交互设备和报警装置相连，信号采集系统的磁感应传感器阵列所采集的信号经信号放大滤波电路、多路开关、A/D转换电路进入计算机系统；光电测距系统直接与计算机系统连接；温度传感器采集的信号经信号放大电路、多路开关、A/D转换电路进入计算机系统，其特征在于：损伤检测仪顶部装有无线发射接收装置，通过所述无线发射接收装置能够遥控损伤检测仪的前进和后退，并将数据发送到计算机系统上；所述的磁感应传感器阵列固定在扫描探头的横杆上，磁感应传感器的位置能够自由调节，所述横杆是由多段铝合金通过活动关节连接起来，可以根据被检测构件的形状自由弯曲。

更优选为，所述磁感应传感器通过螺丝固定在横杆上，磁感应传感器的数量可以根据需要进行选择，当需要更多的磁感应传感器时，直接用螺丝将磁感应传感器固定于横杆的预留通道上，损伤检测仪能够自动识别；当某个磁感应传感器损坏时，可直接进行更换。

更优选为，在所述横杆的上方，有一把刻度尺，用于多个磁感应传感器的等间距排列。

更优选为，光电测距系统包括发光二极管、透镜组件、成像传感器以及控制芯片，并且光电测距系统无需校准。