[发明专利]一种便携式带包覆层金属压力管道焊缝定位装置及定位方法

权利要求书

1.一种便携式的用于带包覆层金属压力管道焊缝定位的装置，其特征在于，包括：FPGA控制单元、信号发射单元、功率放大单元、数字示波器以及检测探头，其中，

所述FPGA控制单元设置有用于存储有周期方波信号的幅度值数据的ROM存储器，和用于修改时钟频率的锁相环PLL；

所述FPGA控制单元与所述信号发射单元连接，用于将所述FPGA控制单元发出的、具有检测所需频率值的发射信号D/A转换后，对高频噪声进行抑制，得到方波检测信号；

所述信号发射单元与所述功率放大单元连接，用于接收所述方波检测信号并将所述方波信号放大为大功率信号；

所述功率放大单元与所述检测探头连接，用于驱动检测探头；

所述数字示波器与所述检测探头连接，用于显示由所述检测探头的接收线圈感应到的电压信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：开关电源，所述开关电源用于为所述功率放大单元供电。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数字示波器与所述检测探头的接收线圈之间通过BNC接头连接；

所述功率放大单元与所述检测探头的发射线圈之间通过BNC接头连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述FPGA控制单元包括：FPGA芯片、电源、JTAG接口、有源晶振、配置芯片以及DDR2 DRAM。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号发射单元包括：高速DA芯片、7阶巴特沃斯低通滤波器、幅度调节电路以及信号输出接口。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述方波检测信号为5V。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测探头包括：第一接头、第二接头、发射线圈、下盖、接收线圈、内筒、芯棒、以及上盖，其中，

所述上盖、内筒以及下盖共同形成容纳物体的空间；

所述芯棒固定设置于所述空间内，所述芯棒的中轴线与所述内筒的中轴线重合；

所述芯棒的截面呈T形，包括：水平部和竖直部，所述接头穿过所述上盖与所述水平部连接；

所述发射线圈缠绕设置于所述芯棒的外部，所述发射线圈通过发射线圈导线与所述第一接头连接；

所述接收线圈设置于所述空间内并与所述发射线圈具有一定间隔，所述接收线圈通过接收圈导线与所述第二接头连接。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一接头与数字示波器连接，所述第二接头与所述功率放大单元连接。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述.FPGA控制单元和所述信号发射单元之间通过IDE 40针标准接口实现电气连接，采用直接数字合成技术DDS的原理实现方波脉冲信号的发射；

所述信号发射单元和功率放大单元之间通过BNC接头连接。

10.一种利用权利要求1~9任一项所述的装置进行带包覆层金属压力管道焊缝定位检测方法，其特征在于，包括：

（1）将FPGA控制单元、开关电源和数字示波器的电源分别与市电电源连通，依次启动FPGA控制单元、开关电源和数字示波器；

（2）等待30秒，数字示波器显示信号稳定后开始进行仪器校准，选用与待检测有包覆层压力管道材质和外径相同的校准试样，分别在母材和焊缝部位进行信号采集，数字示波器分别记录母材和焊缝位置处由检测探头接收线圈所感应到的电压信号，利用数字示波器的参考信号锁定功能将母材和焊缝位置处的电压信号分别设定为参考信号；

（3）将检测探头放置于待检测管道上，一边移动检测探头同时观察示波器上显示的接收线圈电压波形，当该波形变化达到焊缝位置处电压波形时，证明探头所对应的位置为管道焊缝位置。