專利名稱：鋼管桿腐蝕的超聲導(dǎo)波檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)檢測技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種鋼管桿腐蝕的超聲導(dǎo)波檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前我國(特別是南方城市)大量采用鋼管桿作為輸電線路的轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)來承擔(dān)彎曲載荷。鋼管桿內(nèi)部近乎密閉空間內(nèi)存在大量水蒸汽，在晝夜溫差的影響下，必然在鋼管桿內(nèi)壁形成凝結(jié)水，在空氣中氧氣的作用下，對鋼鐵材料必然造成腐蝕。再加上城市中對鋼管桿占地面積要求小，往往將塔基沉于地表以下，但因?yàn)槟戏接晁鞖舛啵叵滤桓?，很可能使這類鋼管桿根部長期處于含有電解質(zhì)的地下水的作用，發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)腐蝕。這種長期的大面積和局部嚴(yán)重腐蝕，導(dǎo)致管壁減薄，鋼管桿承載和抗彎能力降低，遇到臺(tái)風(fēng)等惡劣條件極易發(fā)生失穩(wěn)倒塌，從而造成大面積停電事故，而且這些處于城市當(dāng)中鋼管桿一旦倒塌，將嚴(yán)重危害公共安全。因此，需要對鋼管桿的埋地部分的腐蝕狀況進(jìn)行定期的檢測，給出腐蝕損傷狀況的報(bào)告，并根據(jù)報(bào)告判斷鋼管能否繼續(xù)使用及可以繼續(xù)使用的年限，從而實(shí)現(xiàn)對鋼管塔安全使用狀況進(jìn)行監(jiān)測。傳統(tǒng)的對鋼管塔地表以下埋地部分的腐蝕狀況進(jìn)行檢測的方法是使用超聲波裝置進(jìn)行，這種方法只能檢測到傳感器下管壁的厚度，屬于逐點(diǎn)檢測。大范圍檢測時(shí)檢測速度慢，而且只能找出幾個(gè)有代表性的特征進(jìn)行檢測。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述傳統(tǒng)超聲波檢測的檢測速度慢，且只能找出幾個(gè)有代表性的特征檢測的缺陷，提供一種鋼管桿腐蝕的超聲導(dǎo)波檢測系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對鋼管桿腐蝕類缺陷的全面快速檢測。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種鋼管桿腐蝕的超聲導(dǎo)波檢測系統(tǒng)，包括置于被檢鋼管桿上的探頭、與探頭相連接的工控機(jī)，所述工控機(jī)包括發(fā)送脈沖信號到探頭使之產(chǎn)生超聲導(dǎo)波以及接收來自探頭的反射超聲導(dǎo)波的超聲發(fā)射/接收卡，所述工控機(jī)還包括對超聲發(fā)射/接收卡數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的高速數(shù)據(jù)采集卡以及控制所述探頭移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對鋼管桿全方位檢測的探頭運(yùn)動(dòng)掃描控制系統(tǒng)。所述高速數(shù)據(jù)采集卡采集的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)處理和分析軟件包進(jìn)行讀取并進(jìn)行處理和分析，獲得被檢鋼管桿腐蝕情況。實(shí)施本實(shí)用新型的鋼管桿腐蝕的超聲導(dǎo)波檢測系統(tǒng)，具有以下有益效果:超聲導(dǎo)波探頭只需沿一條線移動(dòng)不需要逐點(diǎn)放置，可實(shí)現(xiàn)對鋼管桿腐蝕類缺陷的全面快速檢測，且檢測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存盤，可事后分析、處理、測試任何位置范圍內(nèi)的探傷情況，可用于5 40mm的鋼管桿的腐蝕檢測。
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中:圖1是本實(shí)用新型的鋼管桿腐蝕的超聲導(dǎo)波檢測系統(tǒng)圖。
具體實(shí)施方式
為了對本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1所示，本實(shí)用新型的一種鋼管桿腐蝕的超聲導(dǎo)波檢測系統(tǒng)，包括置于被檢鋼管桿300上的探頭100、與探頭100相連接的工控機(jī)200，其特征在于，所述工控機(jī)200包括發(fā)送脈沖信號到探頭100使之產(chǎn)生超聲導(dǎo)波以及接收來自探頭的反射超聲導(dǎo)波的超聲發(fā)射/接收卡201，所述工控機(jī)200還包括對超聲發(fā)射/接收卡201數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的高速數(shù)據(jù)采集卡202以及控制所述探頭100移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對鋼管桿300全方位檢測的探頭運(yùn)動(dòng)掃描控制系統(tǒng)204。所述高速數(shù)據(jù)采集卡202采集的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)處理和分析軟件包203進(jìn)行讀取并進(jìn)行處理和分析，獲得被檢鋼管桿腐蝕情況。本實(shí)用新型的鋼管桿腐蝕的超聲導(dǎo)波檢測系統(tǒng)的工作過程為:超聲發(fā)射/接收卡201發(fā)送脈沖信號到探頭100，激發(fā)超聲導(dǎo)波，超聲導(dǎo)波傳過被檢鋼管桿300，遇到截面突變或壁厚明顯變化時(shí)，反射一部分超聲導(dǎo)波，探頭100接收反射的超聲導(dǎo)波并送至工控機(jī)200的超聲發(fā)射/接收卡201，高速數(shù)據(jù)采集卡202經(jīng)超聲發(fā)射/接收卡201采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理和分析軟件包203讀高速數(shù)據(jù)采集卡202采集的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理和分析，獲得鋼管桿腐蝕情況，探頭運(yùn)動(dòng)掃描控制系統(tǒng)204控制探頭移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對鋼管桿的全方位檢測。探頭100內(nèi)置傳感器、任意波形發(fā)生器、超聲波信號接收器、功率放大電路。所述傳感器包括外殼，在外殼內(nèi)設(shè)置有有機(jī)玻璃楔塊和阻尼塊，在有機(jī)玻璃楔塊上設(shè)置有壓電晶片，壓電晶片通過引線與外殼外的插接口相接，壓電晶片選用壓電陶制作。探頭100的可根據(jù)檢測中回波信號以及信噪比為依據(jù)進(jìn)行選擇，例如可選擇采用1.0MHz的可變角斜探頭。超聲導(dǎo)波的激發(fā)方式采用從板表面激發(fā)，可通過改變?nèi)肷浣莵懋a(chǎn)生不同頻率的超聲導(dǎo)波。從探頭100出來的信號經(jīng)超聲發(fā)射/接收卡201進(jìn)行處理。超聲發(fā)射/接收卡201包括信號調(diào)理電路、任意波形發(fā)生器、超聲信號接收器、放大器。高速數(shù)據(jù)采集卡202包括采用A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)緩存。高速數(shù)據(jù)采集卡202基于并行直接轉(zhuǎn)換原理的flash A/D轉(zhuǎn)換器的高速8位分辨率的數(shù)據(jù)采集卡并設(shè)計(jì)成計(jì)算機(jī)擴(kuò)展槽的插板形式。數(shù)據(jù)的緩存使用兩片F(xiàn)IFO，在將采集得到的數(shù)據(jù)寫入其中一片時(shí)，后續(xù)模塊同時(shí)對另一片中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對FIFO進(jìn)行讀寫是對時(shí)序控制模塊的控制進(jìn)行的，但數(shù)據(jù)的讀出由后續(xù)模塊進(jìn)行，并提供相應(yīng)的控制信號。數(shù)據(jù)采集時(shí)為了提高信噪比和檢測精度，選擇大于Nyquist采樣率的過采樣技術(shù)，采樣速率達(dá)到100MHZ以上，采樣速率可調(diào)。因采樣速率高，采用64K容量的高速緩存器對采樣的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，能夠把探測范圍內(nèi)的時(shí)域信號加以保存。高速采樣后的接收信號在A/D轉(zhuǎn)換后，通過PCI總線傳送到工控機(jī)200內(nèi)存中指定的數(shù)據(jù)接收區(qū)。數(shù)據(jù)處理和分析軟件包203讀高速數(shù)據(jù)采集卡202采集的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理和分析。工控機(jī)200的探頭運(yùn)動(dòng)掃描控制系統(tǒng)204對探頭100移動(dòng)的控制通過控制電路實(shí)現(xiàn)。通過探頭的移動(dòng)獲得不同的數(shù)據(jù)，工控機(jī)中的數(shù)據(jù)處理和分析軟件對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出腐蝕的位置、形狀、大小。上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種鋼管桿腐蝕的超聲導(dǎo)波檢測系統(tǒng)，包括置于被檢鋼管桿(300)上的探頭(100)、與探頭(100)相連接的工控機(jī)(200)，其特征在于，所述工控機(jī)(200)包括發(fā)送脈沖信號到探頭(100)使之產(chǎn)生超聲導(dǎo)波以及接收來自探頭的反射超聲導(dǎo)波的超聲發(fā)射/接收卡(201)，所述工控機(jī)(200)還包括對超聲發(fā)射/接收卡(201)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的高速數(shù)據(jù)采集卡(202 )以及控制所述探頭(100 )移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對鋼管桿(300 )全方位檢測的探頭運(yùn)動(dòng)掃描控制系統(tǒng)(204)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種鋼管桿腐蝕的超聲導(dǎo)波檢測系統(tǒng)，包括置于被檢鋼管桿上的探頭、與探頭相連接的工控機(jī)，所述工控機(jī)包括發(fā)送脈沖信號到探頭使之產(chǎn)生超聲導(dǎo)波以及接收來自探頭的反射超聲導(dǎo)波的超聲發(fā)射/接收卡，所述工控機(jī)還包括對超聲發(fā)射/接收卡數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的高速數(shù)據(jù)采集卡以及控制所述探頭移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對鋼管桿全方位檢測的探頭運(yùn)動(dòng)掃描控制系統(tǒng)。實(shí)施本實(shí)用新型的具有以下有益效果超聲導(dǎo)波探頭只需沿一條線移動(dòng)不需要逐點(diǎn)放置，可實(shí)現(xiàn)對鋼管桿腐蝕類缺陷的全面快速檢測，且檢測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存盤，可事后分析、處理、測試任何位置范圍內(nèi)的探傷情況，可用于5~40mm的鋼管桿的腐蝕檢測。
文檔編號G01N29/04GK202928990SQ20122053813
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者袁義, 徐云水, 王彧, 劉毅, 薛為佳, 李銳, 劉麗琴 申請人:云南電網(wǎng)公司昭通供電局, 昆明盛潤泰電子技術(shù)有限公司