本發(fā)明提出了一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置，屬于電磁無損檢測領域。

背景技術：

管道廣泛應用于油氣、化工、電力和供暖等多個行業(yè)中，給各類資源的輸送增添了便利，但這些管道在高溫、高壓環(huán)境下極易產生裂縫、腐蝕等損傷，會給生產、生活帶來安全隱患，若不能及時發(fā)現(xiàn)，一旦產生爆炸、泄露等事故，將造成相當大的經濟損失，甚至可能會有人員傷亡。因此研究一套有效的，特別是適應于管道現(xiàn)場環(huán)境的無損檢測裝置很有必要。對腐蝕等缺陷的檢測，現(xiàn)有無損檢測方法如射線、超聲、磁粉和滲透等在適應現(xiàn)場的高低溫環(huán)境、設備表面狀況等方面都有各自的不足，比如：需要和金屬本體進行良好的耦合，以使超聲波能夠實現(xiàn)在傳感器與金屬本體之間的傳播和接收；一般是針對某點壁厚的測量，不適用于大面積的掃查檢測，因此檢測速度非常緩慢。而遠場渦流檢測技術是利用渦流遠場區(qū)特性進行缺陷檢測的一中特殊無損檢測方法，具有檢測方便、可操作性強、檢測結果易于獲得等優(yōu)點。

遠場渦流檢測技術與傳統(tǒng)的渦流檢測技術相比，它不受渦流集膚深度的限制，能夠以同樣靈敏度檢測管壁內表面和外表面的缺陷。本發(fā)明設計了一種適用于金屬管道缺陷檢測的傳感器，采用了STM32開發(fā)板，具有便攜，掃描速度快等特點，具有較強的可行性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置。該裝置能夠應用低頻電磁來實現(xiàn)對金屬管道外部以及內部的缺陷檢測。具有無需磁軛、便攜、掃描速度快、靈敏度高等特點。

本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置，其特征在于：由計算機(1)、STM32開發(fā)板(2)、功率放大器(3)、第一激勵線圈(4)、第二激勵線圈(5)、第一檢測線圈(6)、第二檢測線圈(7)、驅動桿(8)、進步電機(9)和屏蔽盤(10)組成；計算機(1)控制STM32開發(fā)板(2)產生一個正弦信號，經過功率放大器(3)放大后，加載到第一激勵線圈(4)與第二激勵線圈(5)上，產生的磁場傳播時有兩個不同的耦合路徑，一個是間接耦合能量路徑，另一個是直接耦合能量路徑，通過第一檢測線圈(6)和第二檢測線圈(7)來測量間接耦合磁場信號，并將信號采集進STM32開發(fā)板(2)，通過觀察信號的幅值以及相位的變化就能直觀的顯示是否有缺陷了，驅動桿(8)由進步電機(9)提供動能實現(xiàn)掃描，屏蔽盤(10)用來加速直接耦合磁場的衰減。

所述的一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置，其特征在于：激勵信號的產生以及信號的處理由STM32開發(fā)板(2)完成。

所述的一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置，其特征在于：激勵頻率為0-100Hz。

所述的一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置，其特征在于：屏蔽盤(10)的材料采用鐵氧體。

所述的一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置，其特征在于：第一激勵線圈(4)、第二激勵線圈(5)與第一檢測線圈(6)、第二檢測線圈(7)之間的間距為管道(11)直徑的2-3倍。

本發(fā)明的工作原理是：本發(fā)明利用電磁感應原理，采用非接觸方式檢測被檢設備的表面和埋藏缺陷，激勵線圈在較低頻率的下會產生一個交變磁場，磁場能量向管道的兩端傳播時有兩個不同的耦合路徑，通過檢測線圈檢測間接耦合磁場的變化，并分析線圈檢測信號電壓幅值和相位來判斷是否存在缺陷。首先由計算機(1)控制STM32開發(fā)板(2)產生一個正弦信號，經過功率放大器(3)放大后，加載到第一激勵線圈(4)與第二激勵線圈(5)上，產生的磁場傳播時有兩個不同的耦合路徑，一個是間接耦合能量路徑，另一個是直接耦合能量路徑，通過第一檢測線圈(6)和第二檢測線圈(7)來測量間接耦合磁場信號，并將信號采集進STM32開發(fā)板(2)，通過觀察信號的幅值以及相位的變化就能直觀的顯示是否有缺陷了。

本發(fā)明的有益效果是：所述一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置不受時間、空間等環(huán)境因素的影響，具有無需磁軛、便攜、掃描速度快、靈敏度高等特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置。

圖2是本發(fā)明的缺陷與檢測信號幅值的關系圖。

圖3是本發(fā)明的缺陷與檢測信號相位的關系圖。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述。

參見附圖1，一種基于遠場渦流的金屬管道缺陷檢測裝置，其特征在于：由計算機(1)、STM32開發(fā)板(2)、功率放大器(3)、第一激勵線圈(4)、第二激勵線圈(5)、第一檢測線圈(6)、第二檢測線圈(7)、驅動桿(8)、進步電機(9)和屏蔽盤(10)組成；計算機(1)控制STM32開發(fā)板(2)產生一個正弦信號，經過功率放大器(3)放大后，加載到第一激勵線圈(4)與第二激勵線圈(5)上，產生的磁場傳播時有兩個不同的耦合路徑，一個是間接耦合能量路徑，另一個是直接耦合能量路徑，通過第一檢測線圈(6)和第二檢測線圈(7)來測量間接耦合磁場信號，并將信號采集進STM32開發(fā)板(2)，通過觀察信號的幅值以及相位的變化就能直觀的顯示是否有缺陷了。

其中，STM32開發(fā)板(2)產生的頻率范圍為0-100Hz，屏蔽盤(10)的材料采用鐵氧體，第一激勵線圈(4)、第二激勵線圈(5)與第一檢測線圈(6)、第二檢測線圈(7)之間的間距為管道(11)直徑的2-3倍。圖2是缺陷與檢測信號幅值的關系圖。圖3是缺陷與檢測信號相位的關系圖。