專利名稱：一種基于壓磁效應(yīng)的損傷檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種損傷檢測儀，特別是一種金屬記憶多通道損傷檢測儀，能夠?qū)艿篮推桨孱惒考M行高效檢測。
背景技術(shù)：
管道運輸是石油、天然氣運輸采用的主要方式。目前，在我國近70%的原油、100%的天然氣是通過管道來進行運輸?shù)?。?jù)不完全統(tǒng)計，我國已建成的石油、天然氣管道總里程已超過了 8萬公里，正在興建和擬建的管道也有近萬公里、油田集輸管網(wǎng)、煉廠、城市管網(wǎng)累計達數(shù)十萬公里。由于輸送管線穿越地域廣闊，服役環(huán)境復(fù)雜，位置隱蔽，一旦發(fā)生失效破壞，往往造成巨大的經(jīng)濟損失，導(dǎo)致人身傷亡等災(zāi)難性事故，對環(huán)境也會造成很大的破壞。據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有的長距離油氣輸送管線中已有70%進入了事故多發(fā)期，每年因為管線 腐蝕、老化造成的管道事故十分頻繁，存在著極大的潛在危險，因此在事故發(fā)生前對管道進行檢測具有非常重要的意義。壓磁效應(yīng)是指鐵磁性材料受到機械力的作用時，它的內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)變，導(dǎo)致導(dǎo)磁率發(fā)生變化，從而使磁場發(fā)生變化。鐵磁性金屬部件表面上的磁場分布與部件應(yīng)力載荷有一定的關(guān)系，因此可通過檢測部件表面的磁場分布情況間接地對部件進行診斷。鋼材油氣管道在管道輸送壓力作用下，其應(yīng)力集中以及腐蝕等傷損處的磁場強度存在明顯的特征切向磁場分量Hp(X)具有最大值，法向磁場分量Hp (y)改變符號且具有零值。基于壓磁效應(yīng)的管道檢測技術(shù)通過記錄管道周圍的壓磁信號，提取壓磁磁場特征值，建立管道應(yīng)力集中以及腐蝕等傷損位置判斷準則，并分析傷損處管道的受力情況。壓磁效應(yīng)理論可以為鐵磁金屬構(gòu)件失效分析及壽命評估提供有力的技術(shù)支持，在無損檢測領(lǐng)域有其獨特的優(yōu)勢。常見的管道檢測方法有超聲波檢測和漏磁式管道檢測等，它們都存在一定的缺陷。超聲波的傳播必須依靠液體介質(zhì)，且容易被蠟吸收，所以超聲波檢測儀器不適合在氣管線和含蠟很高的油管線進行檢測。漏磁式管道檢測需要專門的磁化設(shè)備，檢測結(jié)束后需要退磁處理，檢測費用高，存在著磁污染等問題。壓磁效應(yīng)可以利用管道在運行過程中形成的天然磁化現(xiàn)象，檢測的信息更為全面，不需要專門的磁化裝置，操作簡單方便，檢測的成本較低，在無損檢測領(lǐng)域中具有很好的應(yīng)用前景。本文研發(fā)了一種基于壓磁效應(yīng)的損傷檢測儀，用于在線檢測管道中存在的應(yīng)力集中、腐蝕、材料缺陷等金屬損傷，現(xiàn)有的壓磁效應(yīng)的損傷檢測儀一般僅限于實驗室內(nèi)使用，而在戶外的環(huán)境復(fù)雜，一般的實驗室內(nèi)儀器無法適應(yīng)管道的變徑結(jié)構(gòu)、檢測中的振動及惡劣的室外現(xiàn)場環(huán)境，導(dǎo)致檢測結(jié)果不準確或根本無法進行測量，為此本申請設(shè)計了一種多用途、可靠性強的基于壓磁效應(yīng)的損傷檢測儀，對提高國內(nèi)油氣管道的安全檢測技術(shù)水平，及時有效防止因管道損傷破壞引發(fā)的安全事故具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種基于壓磁效應(yīng)的損傷檢測儀，其由信號采集系統(tǒng)、光電測距系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)和底盤系統(tǒng)組成，信號采集系統(tǒng)為一掃描探頭，掃描探頭具有一橫桿，磁感應(yīng)傳感器陣列、溫度傳感器集成在橫桿上；信號處理系統(tǒng)包括放大濾波電路、信號放大電路、多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換電路、計算機系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)內(nèi)安裝有信號處理軟件，并且計算機系統(tǒng)與人際交互設(shè)備和報警裝置相連，信號采集系統(tǒng)的磁感應(yīng)傳感器陣列所采集的信號經(jīng)信號放大濾波電路、多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換電路進入計算機系統(tǒng)；光電測距系統(tǒng)直接與計算機系統(tǒng)連接；溫度傳感器采集的信號經(jīng)信號放大電路、多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換電路進入計算機系統(tǒng)，其特征在于損傷檢測儀頂部裝有無線發(fā)射接收裝置，通過所述無線發(fā)射接收裝置能夠遙控損傷檢測儀的前進和后退，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機系統(tǒng)上；所述的磁感應(yīng)傳感器陣列固定在掃描探頭的橫桿上，磁感應(yīng)傳感器的位置能夠自由調(diào)節(jié)，所述橫桿是由多段鋁合金通過活動關(guān)節(jié)連接起來，可以根據(jù)被檢測構(gòu)件的形狀自由彎曲。更優(yōu)選為，所述磁感應(yīng)傳感器通過螺絲固定在橫桿上，磁感應(yīng)傳感器的數(shù)量可以根據(jù)需要進行選擇，當需要更多的磁感應(yīng)傳感器時，直接用螺絲將磁感應(yīng)傳感器固定于橫桿的預(yù)留通道上，損傷檢測儀能夠自動識別；當某個磁感應(yīng)傳感器損壞時，可直接進行更換。更優(yōu)選為，在所述橫桿的上方，有一把刻度尺，用于多個磁感應(yīng)傳感器的等間距排列。更優(yōu)選為，光電測距系統(tǒng)包括發(fā)光二極管、透鏡組件、成像傳感器以及控制芯片，并且光電測距系統(tǒng)無需校準。更優(yōu)選為，所述底盤系統(tǒng)包括底盤框架、變速驅(qū)動系統(tǒng)、錐齒輪傳動組件、前軸、后軸、外輪系和內(nèi)輪系，底盤系統(tǒng)用來承載前述的信號采集系統(tǒng)、光電測距系統(tǒng)的功能模塊元件，并能夠依據(jù)操作員的指令進行前進或后退，其中，變速驅(qū)動系統(tǒng)、錐齒輪傳動組件、夕卜輪系、內(nèi)輪系均固定在底盤框架上，變速驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)指令輸出動力，經(jīng)錐齒輪傳動組件傳遞給前軸和后軸，前軸和后軸上裝有外輪系和內(nèi)輪系，外輪系有4個輪位于前、后軸的端部，內(nèi)輪系也有4個輪，與外輪系同軸并位于外輪系的內(nèi)側(cè)，內(nèi)輪直徑小于外輪。更優(yōu)選為，所述內(nèi)輪系同軸輪距可調(diào)。更優(yōu)選為，所述的底盤框架為矩形，其直角處設(shè)有垂直貫通的孔，緩沖裝置安裝于孔內(nèi)，孔中設(shè)有內(nèi)環(huán)臺，緩沖裝置包括緩沖長螺釘、墊片、緩沖座、第一彈簧、第二彈簧，在安裝時，緩沖長螺釘套設(shè)墊片、第一彈簧后由下向上穿過孔的內(nèi)環(huán)臺，第一彈簧的上端頂設(shè)在內(nèi)環(huán)臺的下面，第一彈簧的下端頂設(shè)在墊片上，緩沖座內(nèi)設(shè)有與緩沖長螺釘相配合的內(nèi)螺紋盲孔，緩沖座套設(shè)第二彈簧后與緩沖長螺釘螺紋固定，第二彈簧的上端抵頂緩沖座，其下端抵頂內(nèi)環(huán)臺的上表面，至此形成了由下至上依次為緩沖長螺釘、墊片、第一彈簧、內(nèi)環(huán)臺、第二彈簧、緩沖座的排布，損傷檢測儀的各功能模塊組裝成整體后安裝于四個緩沖座上。更優(yōu)選為，還包括電控支架輔助掃描，損傷檢測儀放在電控支架的軌道的滑片上，將試件放在電控支架的下部的面板上，其中面板可以上下移動，而軌道是固定的，通過對滑片進行遙控，人為地勻速控制損傷檢測儀掃描速度。更優(yōu)選為，在損傷檢測儀的頂部和后側(cè)壁各有5個小氣泡，當頂部的五個小氣泡都居中時表明損傷檢測儀處于水平狀態(tài)；當后側(cè)壁的5個小氣泡都居中時表明損傷檢測儀處于垂直狀態(tài)，從而輔助損傷檢測儀磁感應(yīng)傳感器的水平、豎向的校準。更優(yōu)選為，還包括水平支架輔助校正磁感應(yīng)傳感器，水平支架包括一個平板和4個支撐平板的小腿，每個小腿都有螺絲用于調(diào)節(jié)平板的高度，平板上有4個氣泡，當損傷檢測儀放置在水平支架時，可以通過扭轉(zhuǎn)小腿的螺絲使平板中的氣泡居中從而使水平支架達到水平狀態(tài)。本發(fā)明有益效果I、損傷檢測儀的掃描探頭采用了柔性的橫桿，更好的適應(yīng)各種形狀的被檢測件。2、損傷檢測儀采用了無線傳輸設(shè)備，既可遙控損傷檢測儀，減少人工掃描的誤差，又可以將信號采集系統(tǒng)與光電測距系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)叫盘柼幚硐到y(tǒng)上，減少有線傳輸?shù)穆闊?，大大提高了損傷檢測儀的靈活性；而且損傷檢測儀底盤系統(tǒng)包括外內(nèi)兩輪系、緩沖裝置，使損傷檢測儀行駛至管道變徑區(qū)可以平穩(wěn)過渡，確保操作安全，并且底盤系統(tǒng)傳動部分采用了一級錐齒輪傳動組件，傳動方式極為簡潔、可靠，使損傷檢測儀能夠在被檢測構(gòu)件較大或戶外檢測時更好地應(yīng)對各種惡劣、復(fù)雜檢測環(huán)境。


圖I、本發(fā)明損傷檢測儀結(jié)構(gòu)示意2、為本發(fā)明掃描探頭結(jié)構(gòu)示意3、為本發(fā)明底盤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意4、為本發(fā)明緩沖裝置結(jié)構(gòu)示意5、為本發(fā)明電控支架示意6、為本發(fā)明水平架的示意圖附圖標記I、損傷檢測儀，2 - I、信號放大電路，2 - 2、信號放大濾波電路，3、多路開關(guān)，4、A/D轉(zhuǎn)化電路，5、計算機系統(tǒng)，6、信號處理軟件，7、人際交互設(shè)備，8、報警裝置，9、控制芯片，10、成像傳感器，11、棱鏡，12、透鏡組件，13、發(fā)光二極管，14、有線數(shù)據(jù)傳輸接口，15、無線發(fā)射接收裝置，16、錐齒輪傳動組件，17、內(nèi)輪系，18、前軸，19、外輪系，20、緩沖裝置，21、底盤框架，22、后軸，23、變速驅(qū)動系統(tǒng)，24、緩沖座，25、第二彈簧，26，第一彈簧，27、墊片，28、緩沖長螺釘，29、內(nèi)環(huán)臺，30、刻度尺，31、探頭，32、軌道，33、待測試樣，34、滑片，35、小氣泡，36、小腿，A、信號米集系統(tǒng)，B、光電測距系統(tǒng)，C、信號處理系統(tǒng)
具體實施例方式參見附圖1，該基于壓磁效應(yīng)的損傷檢測儀由信號采集系統(tǒng)A、光電測距系統(tǒng)B、信號處理系統(tǒng)C和底盤系統(tǒng)組成。信號米集系統(tǒng)為一掃描探頭，掃描探頭包括磁感應(yīng)傳感器陣列、溫度傳感器和橫桿，為了提高檢測效率，本磁感應(yīng)傳感器陣列是采用多個傳感器組成的多通道形式，磁感應(yīng)傳感器采用Honeywell公司最新生產(chǎn)的AMR HMC1021系列4端橋式各向異性磁阻傳感器,與傳統(tǒng)的3端通用型磁感應(yīng)傳感器相比，具有靈敏度高(可達10-9T的量級)、體積小、價格低、溫度特性好、工作頻率高等優(yōu)點。特別是芯片自帶有offset與set/reset功能管腳,可以排除靜場干擾和抵御強磁破壞。將HMC1021型磁阻與復(fù)位電路、運算電路相結(jié)合，用于測量微弱磁場，比霍爾芯片傳感器的精度要高出三個量級。該掃描探頭還可配置脈沖消磁電路和磁屏蔽電路，以消除外界磁場干擾和自身殘磁影響，保證在弱磁測量中具有較高的精度。
圖2為本發(fā)明掃描探頭結(jié)構(gòu)示意圖，磁感應(yīng)傳感器陣列是通過螺絲來固定在掃描探頭的橫桿上，磁感應(yīng)傳感器的位置可以手動自由調(diào)節(jié)。橫桿采用的是鋁合金材料，避免對檢測結(jié)果形成干擾。磁感應(yīng)傳感器的數(shù)量可以根據(jù)需要自由更換，當需要更多的磁感應(yīng)傳感器時，直接將磁感應(yīng)傳感器用螺絲固定于預(yù)留的孔道，機器可自動識別；當某個磁感應(yīng)傳感器損壞時，可直接進行更換，方便日后的維修。橫桿類型可分為4個孔道、8個孔道、16個孔道等類型，也可以根據(jù)需要選用其他數(shù)目的孔道。在現(xiàn)有技術(shù)中，橫桿為不可調(diào)整的剛性構(gòu)件，適應(yīng)性差，因此本申請中橫桿被設(shè)計為是由多段鋁合金通過活動的關(guān)節(jié)連接起來，可以根據(jù)需要自由彎曲。例如儀器用于檢測圓形的管道時，可以將橫桿彎曲成圓形；用于檢測鋼板時，可以將橫桿拉直；當用于檢測方形構(gòu)件時，可將橫桿彎曲形成90度角。為了更加準確地調(diào)整磁感應(yīng)傳感器的位置，在橫桿的上方增加了一把刻度尺。其中O點在最中間，數(shù)值向兩邊分別遞增，單位是mm，最小刻度是1mm。刻度尺的材料是鋁合金，以避免磁場對測量結(jié)果的干擾。從圖I可知，光電測距系統(tǒng)主要由發(fā)光二極管13、透鏡組件12、棱鏡11、成像傳感器10以及控制芯片9組成。該系統(tǒng)通過發(fā)光二極管13發(fā)出光，經(jīng)過棱鏡11的反射后，燈光以30度角射向被檢測件表面，然后再通過平面的反射透過一塊透鏡反饋到成像傳感器10上。當損傷檢測儀移動的時候，成像傳感器10記錄得到連續(xù)的圖案，然后通過控制芯片9對前后每張圖片對比分析處理，以判斷裝置移動的方向以及位移，從而得到裝置X，Y方向的移動數(shù)值?？刂菩酒?對這些數(shù)值處理之后，傳給信號處理系統(tǒng)C的計算機系統(tǒng)5。光電測距系統(tǒng)B的采樣頻率最高可以達到3000Frames/sec (巾貞/秒),也就是說它在I秒內(nèi)能采集和處理3000張圖像，而傳統(tǒng)機械導(dǎo)輪測量距離裝置，其最大掃描速度(步長為Imm時)只能達到O. 2-0. 3米/秒，最小測量步長僅為1_，而采用本光電測距系統(tǒng)B達到的精度遠遠要高于前者，掃描速度最快能達到5米/秒，最小測量步長可以達到O. Olmm0而且使用者可以在計算機系統(tǒng)5上設(shè)定自己所需要的精度。更重要的是本系統(tǒng)測距時無需校正，由光電測距系統(tǒng)系統(tǒng)自動進行計算距離，避免了繁瑣的校正過程以及校正帶來的誤差。信號處理系統(tǒng)C用于處理和分析信號采集系統(tǒng)A與光電測距系統(tǒng)B傳輸來過的信號，這些信號通過無線發(fā)射接收裝置15或有線數(shù)據(jù)傳輸接口 14傳送給信號處理系統(tǒng)C。信號采集系統(tǒng)A的磁感應(yīng)傳感器陣列所采集的信號經(jīng)信號放大濾波電路2 — 2、多路開關(guān)3、A/D轉(zhuǎn)換電路4進入計算機系統(tǒng)5，其中信號放大濾波電路2 - 2的輸出端接A/D轉(zhuǎn)換電路4的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換電路4的輸出端接計算機系統(tǒng)5的輸入端；光電測距系統(tǒng)B直接與計算機系統(tǒng)5連接；溫度傳感器采集的信號經(jīng)信號放大電路2 — I、多路開關(guān)3、A/D轉(zhuǎn)換電路4進入計算機系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)C的計算機系統(tǒng)5內(nèi)安裝有信號處理軟件6，并且計算機系統(tǒng)5與人際交互設(shè)備7和報警裝置8相連。損傷檢測儀的頂部有一個無線發(fā)射接收裝置15，當使用無線傳輸數(shù)據(jù)時，損傷檢測儀的供電通過電池來提供，使用無線傳輸模式時既可遙控損傷檢測儀，減少人工掃描的誤差，又可以將信號采集系統(tǒng)與光電測距系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)叫盘柼幚硐到y(tǒng)上，大大提高了損傷檢測儀的靈活性，使損傷檢測儀能夠在被檢測構(gòu)件較大或戶外檢測時更好地應(yīng)對各種惡劣、復(fù)雜檢測環(huán)境。損傷檢測儀的后側(cè)有一個有線數(shù)據(jù)傳輸接口 14，可通過電纜數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)傳送到信號處理系統(tǒng)C上，損傷檢測儀此時的供電也是通過電纜數(shù)據(jù)線來提供的。當在室內(nèi)測量或者是檢測構(gòu)件較小時，用電纜數(shù)據(jù)線進行傳送數(shù)據(jù)更為方便。圖3為本發(fā)明底盤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，底盤系統(tǒng)由底盤框架21、變速驅(qū)動系統(tǒng)23、錐齒輪傳動組件16、前軸18、后軸22、外輪系19、內(nèi)輪系17和緩沖裝置20組成，底盤系統(tǒng)用來承載前述的信號采集系統(tǒng)、光電測距系統(tǒng)的功能模塊元件，并能夠依據(jù)操作員的指令進行前進或后退。底盤框架21可以根據(jù)實際需要進行設(shè)計，優(yōu)選為矩形，變速驅(qū)動系統(tǒng)23、錐齒輪傳動組件16、外輪系19、內(nèi)輪系17和緩沖裝置20固定在底盤框架21上。變速驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)指令輸出動力，經(jīng)錐齒輪傳動組件16傳遞給前軸18和后軸22，前軸18和后軸22上裝有外輪系19和內(nèi)輪系17,外輪系19有四個輪位于前、后軸的端部，內(nèi)輪系也有四個輪，與外輪系19同軸并位于外輪系的內(nèi)側(cè)，當損傷檢測儀在戶外檢測時，經(jīng)常會遇到管道變徑的情況，而且有些管道會在很短的距離內(nèi)多次變徑，現(xiàn)有的檢測儀只具有外輪系，同軸的兩個輪之間的輪距固定，當被檢測的管徑小于輪距時，檢測儀無法有效地被管道導(dǎo)向，甚至?xí)袕墓艿郎系涞目赡?，這在檢測高空架設(shè)的管道時更為危險。在本申請中，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，引入了內(nèi)輪系的概念，內(nèi)輪系位于外輪系的內(nèi)側(cè)，內(nèi)輪的直徑小于外輪，當損
傷檢測儀在大直徑管道或平面件上行走時，內(nèi)輪系空轉(zhuǎn)，當損傷檢測儀在管道上駛?cè)胱儚絽^(qū)域并且從大管徑段駛向小管徑段時，前軸上的內(nèi)輪逐漸結(jié)合小管徑管外壁，而前軸上的外輪逐漸脫離大管徑管的外壁并進入空轉(zhuǎn)狀態(tài)；而當從小管徑變徑到大管徑時，前軸的外輪逐漸結(jié)合大管徑管的外壁，內(nèi)輪逐漸從小管徑管的外壁脫離進入空轉(zhuǎn)狀態(tài)，這樣就使得損傷檢測儀在變徑處平穩(wěn)過渡，即保證了設(shè)備運行的可靠性和安全性，又保證了檢測數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性。作為優(yōu)選方案，內(nèi)輪系的同軸輪距是可調(diào)的。圖4為本發(fā)明緩沖裝置結(jié)構(gòu)示意圖，損傷檢測儀在管道變徑處行駛時，有時會出現(xiàn)重心抬高或降低的情況，這會引起損傷檢測儀的整體振動，而此級別的振動對損傷檢測儀這種高精密儀器的影響是巨大的，這也是為什么現(xiàn)有的檢測儀不能很好適應(yīng)惡劣的檢測環(huán)境的原因，為了消除振動對損傷檢測儀的影響，底盤框架21上安裝了緩沖裝置20，緩沖裝置20優(yōu)選安裝在矩形底盤框架21的四個直角處。本申請的緩沖裝置20根據(jù)損傷檢測儀的底盤系統(tǒng)的防振專門設(shè)計，具體為矩形底盤框架21的直角處設(shè)有垂直貫通的孔，孔中設(shè)有內(nèi)環(huán)臺29，緩沖裝置20包括緩沖長螺釘28、墊片27、緩沖座24、第一彈簧26、第二彈簧25，在安裝時，緩沖長螺釘28套設(shè)墊片27、第一彈簧26后由下向上穿過孔的內(nèi)環(huán)臺29，第一彈簧26的上端頂設(shè)在內(nèi)環(huán)臺29的下面，第一彈簧26的下端頂設(shè)在墊片27上，緩沖座24內(nèi)設(shè)有與緩沖長螺釘28相配合的內(nèi)螺紋盲孔，緩沖座24套設(shè)第二彈簧25后與緩沖長螺釘28螺紋固定，第二彈簧25的上端抵頂緩沖座24，其下端抵頂內(nèi)環(huán)臺29的上表面，至此形成了由下至上依次為緩沖長螺釘28、墊片27、第一彈簧26、內(nèi)環(huán)臺29、第二彈簧25、緩沖座24的排布，損傷檢測儀的各功能模塊組裝成整體后安裝于四個緩沖座20上。由于緩沖裝置20采用了兩個彈簧，因此可以很好的應(yīng)對損傷檢測儀在行駛時上下不同方向傳來的振動。圖5是本發(fā)明電控支架示意圖，當檢測試件較小時，可能會采用手動操作方式直接在試件上推損傷檢測儀，但這會帶來一些問題。首先，當試件表面有凹凸的時候，如果采用傳統(tǒng)機械齒輪測距，會導(dǎo)致測得的距離與實際不符合，或者不能測量距離。為了克服手動直接推損傷檢測儀時帶來的誤差，需設(shè)計一個電控支架，用于損傷檢測儀的前進。電控支架的所有材料均用鋁合金或其他非鐵磁材料制作而成，能有效避免對檢測結(jié)果的干擾。被檢構(gòu)件放置在電控支架的軌道下的面板上，面板可以上下移動，而軌道是固定的，從而通過上下移動面板來調(diào)整軌道與檢測構(gòu)件的距離。軌道上有四塊滑片，上面放損傷檢測儀。滑片上有芯片，并與計算機系統(tǒng)5相連，通過計算機系統(tǒng)5控制滑片在軌道上的移動從而控制損傷檢測儀的前進。被檢構(gòu)件的磁場信號由損傷檢測儀得到的，掃描的距離則由計算機系統(tǒng)5控制而得到，從而得到磁場在整個試件上的分布。掃描距離既可以由損傷檢測儀的光電測距系統(tǒng)B得到，也可以由計算機系統(tǒng)5控制得到。關(guān)于掃描探頭的定位問題，面板的零刻度點和軌道上的零刻度點上下對齊。首先將滑片在軌道上的位置歸零，然后將損傷檢測儀放置在滑片上，掃描探頭的中心與滑片對齊，就能確保掃描的距離與實際的距 離相對應(yīng)。圖6是本發(fā)明水平支架示意圖，損傷檢測儀在使用前要對測量水平向和豎直向磁場的磁感應(yīng)傳感器進行校正。在校正的時候要求損傷檢測儀分別水平放置和豎直放置，若直接手動進行校正，水平放置和豎直放置的時候容易出現(xiàn)偏差，難以準確地進行校正。因此采用一個水平架，用以方便傳感器的校準。如圖6所示水平架的頂部，有4個小氣泡，用來顯示支架平板是否水平。當4個小氣泡都居于中間的時候，表明水平支架已經(jīng)水平了。支撐水平支架平板的是4個小腿，每個小腿的上部有一個螺絲，旋轉(zhuǎn)的時候可以在小范圍內(nèi)調(diào)整腿的高度，從而來調(diào)整平板的距離。在損傷檢測儀的頂部和后側(cè)壁，分別加五個小氣泡，用于顯示儀器是否放置水平和豎直。將損傷檢測儀水平放置在水平架上，調(diào)節(jié)螺絲，直到頂部的五個小氣泡都居中，表明損傷檢測儀已經(jīng)放置水平，可以開始校準。再將損傷檢測儀豎直放置，調(diào)節(jié)螺絲，直到后側(cè)壁的五個小氣泡都居中，表明損傷檢測儀已經(jīng)放置豎直，可以開始校準。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)所掌握的技術(shù)知識和慣用技術(shù)手段，根據(jù)以上所述的內(nèi)容，還可以做出不脫離本發(fā)明基本技術(shù)思想的多種檢測形式，這些均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于壓磁效應(yīng)的損傷檢測儀，由信號采集系統(tǒng)、光電測距系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)和底盤系統(tǒng)組成，信號采集系統(tǒng)為一掃描探頭，掃描探頭具有一橫桿，磁感應(yīng)傳感器陣列、溫度傳感器集成在橫桿上；信號處理系統(tǒng)包括放大濾波電路、信號放大電路、多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換電路、計算機系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)內(nèi)安裝有信號處理軟件，并且計算機系統(tǒng)與人際交互設(shè)備和報警裝置相連，信號采集系統(tǒng)的磁感應(yīng)傳感器陣列所采集的信號經(jīng)信號放大濾波電路、多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換電路進入計算機系統(tǒng)；光電測距系統(tǒng)直接與計算機系統(tǒng)連接；溫度傳感器采集的信號經(jīng)信號放大電路、多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換電路進入計算機系統(tǒng)，其特征在于損傷檢測儀頂部裝有無線發(fā)射接收裝置，通過所述無線發(fā)射接收裝置能夠遙控損傷檢測儀的前進和后退，或?qū)?shù)據(jù)發(fā)送到計算機系統(tǒng)上；所述的磁感應(yīng)傳感器陣列固定在掃描探頭的橫桿上，磁感應(yīng)傳感器的位置能夠自由調(diào)節(jié)，所述橫桿是由多段鋁合金通過活動關(guān)節(jié)連接起來，可以根據(jù)被檢測構(gòu)件的形狀自由彎曲。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的損傷檢測儀，其特征在于所述磁感應(yīng)傳感器通過螺絲固定在橫桿上，磁感應(yīng)傳感器的數(shù)量可以根據(jù)需要進行選擇，當需要更多的磁感應(yīng)傳感器時，直接用螺絲將磁感應(yīng)傳感器固定于橫桿的預(yù)留通道上，損傷檢測儀能夠自動識別；當某個磁感應(yīng)傳感器損壞時，可直接進行更換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的損傷檢測儀，其特征在于在所述橫桿的上方，有一把刻度尺，用于多個磁感應(yīng)傳感器的等間距排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的損傷檢測儀，其特征在于光電測距系統(tǒng)包括發(fā)光二極管、透鏡組件、成像傳感器以及控制芯片，并且光電測距系統(tǒng)無需校準。
5.根據(jù)權(quán)利要求I一 4任意一項所述的損傷檢測儀，所述底盤系統(tǒng)包括底盤框架、變速驅(qū)動系統(tǒng)、錐齒輪傳動組件、前軸、后軸、外輪系和內(nèi)輪系，底盤系統(tǒng)用來承載前述的信號采集系統(tǒng)、光電測距系統(tǒng)的功能模塊元件，并能夠依據(jù)操作員的指令進行前進或后退，其中，變速驅(qū)動系統(tǒng)、錐齒輪傳動組件、外輪系、內(nèi)輪系均固定在底盤框架上，變速驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)指令輸出動力，經(jīng)錐齒輪傳動組件傳遞給前軸和后軸，前軸和后軸上裝有外輪系和內(nèi)輪系，外輪系有4個輪位于前、后軸的端部，內(nèi)輪系也有4個輪，與外輪系同軸并位于外輪系的內(nèi)偵1J,內(nèi)輪直徑小于外輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的損傷檢測儀，所述內(nèi)輪系同軸輪距可調(diào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的損傷檢測儀，所述的底盤框架為矩形，其直角處設(shè)有垂直貫通的孔，緩沖裝置安裝于孔內(nèi)，孔中設(shè)有內(nèi)環(huán)臺，緩沖裝置包括緩沖長螺釘、墊片、緩沖座、第一彈簧、第二彈簧，在安裝時，緩沖長螺釘套設(shè)墊片、第一彈簧后由下向上穿過孔的內(nèi)環(huán)臺，第一彈簧的上端頂設(shè)在內(nèi)環(huán)臺的下面，第一彈簧的下端頂設(shè)在墊片上，緩沖座內(nèi)設(shè)有與緩沖長螺釘相配合的內(nèi)螺紋盲孔，緩沖座套設(shè)第二彈簧后與緩沖長螺釘螺紋固定，第二彈簧的上端抵頂緩沖座，其下端抵頂內(nèi)環(huán)臺的上表面，至此形成了由下至上依次為緩沖長螺釘、墊片、第一彈簧、內(nèi)環(huán)臺、第二彈簧、緩沖座的排布，損傷檢測儀的各功能模塊組裝成整體后安裝于4個緩沖座上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的損傷檢測儀，還包括電控支架輔助掃描，損傷檢測儀放在電控支架的軌道的滑片上，將試件放在電控支架的下部的面板上，其中面板可以上下移動，而軌道是固定的，通過對滑片進行遙控，人為地勻速控制損傷檢測儀掃描速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的損傷檢測儀，其特征在于在損傷檢測儀的頂部和后側(cè)壁各有5個小氣泡，當頂部的5個小氣泡都居中時表明損傷檢測儀處于水平狀態(tài)；當后側(cè)壁的5個小氣泡都居中時表明損傷檢測儀處于垂直狀態(tài)，從而輔助損傷檢測儀磁感應(yīng)傳感器的水平、豎向的校準。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的損傷檢測儀，其特征在于還包括水平支架輔助校正磁感應(yīng)傳感器，水平支架包括I個平板和4個支撐平板的小腿，每個小腿都有螺絲用于調(diào)節(jié)平板的高度，平板上有4個氣泡，當損傷檢測儀放置在水平支架時，可以通過扭轉(zhuǎn)小腿的螺絲使平板中的氣泡居中從而使水平支架達到水平狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于壓磁效應(yīng)的損傷檢測儀，其由信號采集系統(tǒng)、光電測距系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)和底盤系統(tǒng)組成，信號采集系統(tǒng)為一掃描探頭，掃描探頭具有一橫桿，磁感應(yīng)傳感器陣列、溫度傳感器集成在橫桿上；信號處理系統(tǒng)包括放大濾波電路、信號放大電路、多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換電路、計算機系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)內(nèi)安裝有信號處理軟件，并且計算機系統(tǒng)與人際交互設(shè)備和報警裝置相連，該損傷檢測儀還具有活動連接的橫桿、減振并能適應(yīng)管道變徑的底盤，是一種多用途、可靠性強的基于壓磁效應(yīng)的損傷檢測儀，對提高國內(nèi)油氣管道的安全檢測技術(shù)水平，及時有效防止因管道損傷破壞引發(fā)的安全事故具有十分重要的意義。
文檔編號G01N27/83GK102879458SQ20121027778
公開日2013年1月16日 申請日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
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