[发明专利]一种导行波检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及蒸汽发生器传热管的腐蚀及损伤状况检测领域，具体涉及一种导行波检测装置。

背景技术

目前，世界上公认的用于核电站蒸汽发生器传热管检查的装置是涡流检测仪，在使用时存在需要把涡流探头即传感器送到被测部位，无论采用内穿式或外套式传感器，它们都因传感器不同而各具特点。其原理是借助电磁涡流场的区别来确定缺陷位置或缺陷大小，在核电站在役检查时，因为在核岛滞留不宜过长，涡流传感器大多使用机器人技术传送，无法在核岛内呆太长时间。而导行波法在检测时同样使用服务机器人，因为该装置中传感器是不用送往被测部位，所以机器人的动作只要准确地在管板之各U形管管口间移动，提供各管口插入功能就可以传输导行波信号，并立刻以介质中的光速传输到U形管的另一端，经反射器反射返回发射管口。根据时域反射原理，或电磁波理论的反相关性论述，就可以发现管内壁的缺陷及其存在贯穿性点腐蚀的位置。

导行波法在缺陷探测时，对缺陷的分辨率较高，在腐蚀小于5％时，还具有分辨率。导行波检测法，在原涡流法的基础上，提高了检测速度，也相对提高了测量范围和精度。这样，只有在检查核电站关键设备的环境条件下，快速检测才有指标意义；对变幻莫测和很难预料的航天飞行器液体火箭发动机管路环境，也解决了浇注液态推进剂前的管路的检查难题。在上述传感器研究的基础上，发明的导行波检测仪，除了可以在金属管制造厂出厂验收时使用，还可以应用于在役检查上。

该方法从蒸发器传热管内必须检查或和流体介质恰好构成有耗媒质填充的圆管的客观实际出发，独创了利用导行波在热交换器传热管中的传输反相关特性表象的测量、检查整根管内壁面上的缺陷和腐蚀状况的新思路和新技术，但该方法在试图进行电磁导波检查金属管时发现：1)不同材质包括镍基合金、不锈钢等管状物件和仪器构成的是同轴波导还是圆波导系统，实际应用时都需要调整。如果是不同的管内径，则仪器所依附的传感器必须采用不同的插入口径，才能顺利进行有效电磁波的传输，达不到预期的理论定位——大口径圆管的全覆盖。2)同轴电缆是非平衡线，传感器系统是平衡线，二者在收发连接时需要作平衡与非平衡的转换和隔离，否则产生严重的干扰。3)传感器即探头没有作平衡与非平衡转换设计，也就是平衡与非平衡转换不可能，严重的干扰信号可将微弱的反射信号完全淹没，使检测结果没有意义。在有两种或三种模式的电磁波同时存在时，不利用极化分离器和多模椭圆滤波器无法检测出与缺陷有关的电磁波信号。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种导行波检测装置，通过利用导行波的传播及其相移量与热交换器传热管缺陷之间的相关性，采用时域反射技术，求得缺陷的位置，这样在实际检测应用或在役检查时即可方便快速地确定缺陷的位置及其深度。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种导行波检测装置，包括相互电连接的传感器、超高频信号收发器、部分信号分析处理器、便携式电脑显示器；所述传感器通过射频电缆与所述超高频信号收发器和所述部分信号分析处理器电连接；

所述传感器包括渐变圆管、过渡式矩形管、耦合器主干和分支、信号输出器、采集信号输入器、传感器接口一与接口二组成；所述渐变圆管的圆锥形管口完成超高频导行波信号的发射和接收，并与被测传热金属管口径相适配；所述信号输出器和采集信号输入器内腔加工成矩形波导，并在所述波导腔内设有探针；所述传感器接口一与接口二通过电缆接头电连接；

所述超高频信号收发器发生和输出超高频信号，并扫频信号源；

所述信号分析处理器对电磁导行波信号进行采集、转换、存储、处理和I/O功能，并将数字电路、模拟电路、信号采集和转换电路、存储器等集成在一块模块上；

所述便携电脑显示器为采集信号的显示器，能完成传热管的时域反射信号的传输通讯，及便携电源的供电和缺陷信号的显示。

优选的，所述渐变圆管的圆锥形端口设计成平衡线式，并与所述过渡式矩形管口径相适配。

优选的，所述波导腔相对应的波导壁上加有匹配调谐螺钉。

优选的，所述超高频信号收发器、部分信号分析处理器和便携式电脑显示器组装在一个框架内，并根据被测传热金属管口径选取对应的超高频信号频段范围。

优选的，所述便携电脑显示器为采集信号的显示器，其整合电缆总线采集单片机与下部各参数测量仪器总线接口之间的数据交换，通过接口经光缆传送到安全场所，在主机的控制下经过接线控制、数据采集接口送到主机，并汇同传感系统及其它外设的数据，经过数据采集面板送主机处理。

优选的，所述检测装置还设有用于服务机器人操作的操纵盘。