[发明专利]一种奥氏体锅炉管内脱落氧化皮堆积厚度脉冲涡流检测方法及装置

权利要求书

1.一种奥氏体锅炉管内脱落氧化皮堆积厚度脉冲涡流检测方法，其特征是：采用包括激励单元阵列和接收单元阵列构成的脉冲涡流传感器，且激励单元阵列和接收单元阵列均沿被测管道周向设置，相互间隔微小，共同环形包裹于被测管道外侧；在脉冲涡流传感器激励单元阵列施加脉冲激励信号后，脉冲涡流传感器产生的脉冲磁场穿透管壁作用于管内氧化皮上，由于氧化皮的主要成分Fe₃O₄为亚铁磁性的半导体氧化物，内部会感生出微弱的涡流场，同时会增加脉冲涡流传感器线圈电感量，堆积越厚则对电感的增强作用越大，涡流产生的二次磁场在接收单元阵列上感应出随时间变化的电压信号，电压信号反映了管内氧化皮堆积的厚度大小，提取此电压信号的峰值，即可获得被测管道内氧化皮的堆积厚度信息；

所述一种奥氏体锅炉管内脱落氧化皮堆积厚度脉冲涡流检测方法，还包括脉冲涡流传感器依次与信号切换电路、脉冲激励电路、信号处理电路、A/D转换电路和计算机相连，脉冲激励电路给脉冲涡流传感器提供周期方波激励信号，脉冲涡流传感器设置在管道的外表面，在管道待测区域内激发感应涡流同时接收感应磁场信号，脉冲涡流传感器的激励单元阵列与接收单元阵列通过信号切换电路将指定位置的磁场信号转化为电压信号后，传送给信号处理电路，信号处理电路对接收的信号进行放大、滤波、比较后，传送给A/D转换电路，A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号送入计算机，计算机对数据进行处理、从而获得管道待测区域内部氧化皮堆积厚度信息；

所述一种奥氏体锅炉管内脱落氧化皮堆积厚度脉冲涡流检测方法，包括以下步骤：

(1)取与待测在役奥氏体锅炉管材质尺寸相同的样管作为对比信号采集对象；

(2)取任意位置的激励单元阵列与对应接收单元阵列作为参考信号测量单元；

(3)在样管内无氧化皮堆积的情况下将脉冲涡流传感器环形扣装于样管外壁，对激励单元阵列施加一个脉冲激励信号，样管感应信号被接收单元阵列所拾取，经处理后予以存储；

(4)向所取样管中加入适量氧化皮模拟堆积，记录堆积厚度；

(5)在激励单元阵列中施加脉冲激励信号，测得氧化皮在该堆积厚度下感应电压信号并存储；

(6)改变样管中氧化皮的堆积厚度，多次重复步骤(4)和(5)，得到不同堆积厚度下的多个感应电压信号；

(7)将步骤(6)获得的信号依次与步骤(3)获得的信号进行差分，提取差分信号峰值，得到峰值与氧化皮堆积厚度的关系曲线，以此作为标定曲线；

(8)将脉冲涡流传感器装于现场被测管道无脱落氧化皮堆积的外管壁处，给脉冲涡流传感器施加一个与上述样管检测时相同的脉冲激励信号，存储任意一个接收单元阵列感应电压信号；

(9)将脉冲涡流传感器扣装于锅炉管待测区域，给脉冲涡流传感器施加一个与上述样管检测时相同的脉冲激励信号，逐个存储每个接收单元阵列的感应电压信号直至所有接收单元阵列的感应电压信号都被存储；

(10)将上一步骤获得的信号依次与步骤(8)所得信号进行差分处理，得到所有接收单元阵列差分电压信号幅值，对照步骤(7)获得的标定曲线，查找得到被测管道不同位置处氧化皮的堆积厚度；

采用奥氏体锅炉管内脱落氧化皮堆积厚度检测装置，包括：由激励单元阵列和接收单元阵列构成的脉冲涡流传感器(9)，且激励单元阵列与接收单元阵列呈交叉或上下双层分布，相互间隙微小但又被分隔开来。

2.根据权利要求1所述的奥氏体锅炉管内脱落氧化皮堆积厚度脉冲涡流检测方法，其特征是：所述脉冲涡流传感器设置在被测管道(8)外壁面上；所述激励单元阵列和接收单元阵列均为线圈形式，主要由排线(4)构成，同轴环形包裹于被测管道外壁面；向激励单元阵列的线圈中施加一个周期方波激励信号，激励电流在待测区域产生感应涡流，涡流又感应出二次磁场，管内氧化皮堆积厚度越大，二次磁场越强，对接收单元阵列的线圈电感增强作用越大，两者综合作用，在接收单元阵列的线圈内形成携带氧化皮堆积厚度信息的感应电压信号，分析电压信号幅值变化特征，即可实现对管道(8)内氧化皮堆积厚度的定量检测。

3.根据权利要求1所述的奥氏体锅炉管内脱落氧化皮堆积厚度脉冲涡流检测方法，其特征是：脉冲涡流传感器(9)激励单元阵列与接收单元阵列沿被测管道(8)周向分布，扣装包裹于管道外壁面，被激励单元阵列与接收单元阵列环形包围的区域即为待检测区域。