[发明专利]一种并行管道非接触谐波磁场诊断方法及室内实验系统

说明书

本发明公开了一种并行管道非接触谐波磁场诊断方法及室内实验系统，包括：实验系统框架(1)、并行管道系统(2)、加载模块(3)和检测模块(4)。通过调整并行干扰管道(10)与待测目标管道(8)之间距离、加载模块(3)对待测目标管道(8)所施加的载荷，可模拟待测目标管道(8)真实工况；谐波电源(18)将谐波信号加载至谐波磁场激励阵列线圈(35)，从而向待测目标管道(8)发射低频载高频的谐波电磁场，通过采集和处理待测目标管道(8)的反射回波信号，即可得到待测目标管道(8)损伤状态。该谐波磁场诊断方法及实验系统可实现管道不同并行距离下、不同检测高度时管道损伤地面不开挖诊断。

技术领域

本发明属于管道损伤检测领域，具体涉及一种并行管道非接触谐波磁场诊断方法及室内实验系统，同时可以模拟管道不同并行距离下、不同检测高度时管道损伤地面不开挖诊断，并具有结构简单、调节方便、检测精度高，检测时间短，检测成本低的优点，提高管道检测效率

背景技术

针对管体损伤的外检测技术主要有TEM瞬变电磁法、德国NoPig多频谐波电流法、俄罗斯MTM磁力检测技术，TEM和NoPig检测技术存在仪器笨重、操作复杂、效率低、精度差、漏检率高等缺点，且只能实现壁厚减薄检测；MTM检测技术由于检测的是管道本身的磁场，导致其抗干扰能力较差。因此，为解决并行工况下的管道损伤非开挖检测，提出一种并行工况下管道损伤非接触谐波磁场诊断方法及室内实验系统。其优点在于：采用以低频载高频的谐波激励信号，基于叠加定理设计了谐波磁场激励阵列线圈结构，可实现大埋深钢质管道全壁厚损伤检测。

发明内容

为解决现有检测设备及方法存在的缺陷和不足，本发明提出了一种并行管道非接触谐波磁场诊断方法及室内实验系统，本发明包括：实验系统框架(1)、并行管道系统(2)、加载模块(3)和检测模块(4)；

实验系统框架(1)包括安装支架(5)、管道滑动支架(6)和角件(7)，用于安装并行管道系统(2)、检测导轨台(16)和单杆活塞式双作用液压缸(12)；

并行管道系统(2)包括待测目标管道(8)、上管箍(9)、并行干扰管道(10)和下管箍(11)，用于模拟不同并行距离的干扰工况；

加载模块(3)包括单杆活塞式双作用液压缸(12)、主油口A(12-1)、主油口B(12-2)、活塞杆(12-3)、液压缸-力传感器连接件(13)、拉压力传感器(14)和力传感器-管道连接件(15),用于向待测目标管道(8)施加拉力和压力的大小，模拟待测目标管道(8)实际运行时的受力状态；

检测模块(4)由检测导轨台(16)、阵列聚焦检测探头(17)、谐波电源(18)、数据采集显示系统(19)、壳体(20)和安装面板(21)组成，其中，检测导轨台(16)包括电机(22)、联轴器(23)、丝杠支撑座(24)、底板(25)、丝杠螺母(26)、导轨(27)、丝杠(28)、右支撑板(29)、上垫板(30)、丝杠螺母座(31)、方滑块(32)和左支撑板(33)，用以带动安装面板(21)沿待测目标管道(8)轴线移动以获取管道整体磁信号；阵列聚焦检测探头(17)包括绕线指引块(34)、谐波磁场激励阵列线圈(35)和三轴隧道磁阻传感器(36)，谐波磁场激励阵列线圈(35)对待测目标管道(8)发射低频载高频的谐波电磁波，并通过三轴隧道磁阻传感器(36)测量管道的反射回波信号；数据采集显示系统(19)包括数据采集卡(37)和工控机(38)，实现数据采集和磁场信号实时显示。

实验系统框架(1)用于安装并行管道系统(2)、检测导轨台(16)和单杆活塞式双作用液压缸(12)；安装支架(5)使用不同长度的铝型材搭建，分为上下两层，它们之间通过角件(7)连接；检测导轨台(16)固定在安装支架(5)的上层，并行管道系统(2)和单杆活塞式双作用液压缸(12)安装在管道滑动支架(6)上，管道滑动支架(6)可在安装支架(5)下层水平面内进行双向调整，它们之间通过螺栓连接。