[发明专利]一种管道表面提离高度自适应漏磁探伤系统

说明书

本发明公开了一种管道表面提离高度自适应漏磁探伤系统，由上位机、航空插头、载具、C型磁芯、线圈、可替换式滚轮、减速电机、齿轮模组、霍尔元件模块、信号调理模块、激光测距模块、铜箔屏蔽层、STM32单片机模块、电源模块组成。当漏磁场作用于霍尔元件，霍尔元件产生变化的电信号；电信号经过调理后通过航空插头传输至上位机。激光测距模块检测霍尔元件所在平面与管道表面的距离，并产生相应的测量电信号；信号实时传输至STM32单片机；STM32单片机通过反馈的电信号驱动减速电机，通过齿轮模组传动，调整霍尔元件模块的高度，实现提离高度自适应。由于检测提离高度自适应的优势，该发明具有检测效率高，应用范围广等优点，具有很好的使用价值与应用前景。

技术领域

本发明属于低频漏磁信号采集系统与设备领域，具体涉及一种管道表面提离高度自适应漏磁探伤系统。

背景技术

1933年，Zuschlug初次指出采用磁敏传感器探测漏磁场的概念；1947年Hanstings研制出第一代缺陷漏磁探伤系统，然后社会开始认识到漏磁检测技术的价值。

1980年，Yariv教授首次提出利用磁致伸缩效应测量微弱磁场的研究思想，并且通过一定的演算与实验预测最小探可测磁场能够达到1.6×10^-12T。在这之后，光纤微弱磁场传感器进入了高速发展的黄金时期，大量相关研究相继见报。

低频漏磁检测的原理是：外接激励源的激励线圈在空间激发较低频率的电磁场。磁场穿透承压设备中铁磁性材料，从一侧传导到另一侧。在没有壁厚减薄和缺陷的位置，铁磁性试件表面磁场较弱；在存在壁厚减薄和缺陷的位置，磁力线受到缺陷阻碍，磁场发生变异，部分磁力线溢出铁磁性试件，产生漏磁场。此时可以通过对漏磁场信号的强度变化来判断缺陷的存在位置。

低频漏磁信号检测技术应用十分广阔，主要应用方向有锅炉、压力管道等铁磁性承压设备。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于以霍尔元件为漏磁信号检测的基础，以基于STM32单片机的系统低频信号产生、检测并调整霍尔元件的相对位置为核心，对管道表面的低频漏磁信号实现提离高度自适应检测。

本发明通过以下技术方案实现：一种管道表面提离高度自适应漏磁探伤系统，由上位机(1)，航空插头(2)，载具(3)，C型磁芯(4)，线圈(5)，可替换式滚轮(6)，减速电机(7)，齿轮模组(8)，霍尔元件模块(9)，信号调理模块(10)，激光测距模块(11),铜箔屏蔽层(12)，STM32单片机模块(13)，电源模块(14)组成；其特征在于：载具(3)通过可替换式滚轮(6)在被测的铁磁性管道上移动；激光测距模块(11)检测霍尔元件模块(9)所在平面与管道表面的距离，并产生相应的测量电信号；当载具(3)遇到被测管道表面的不平整处时，激光测距模块(11)产生的电信号发生变化，并通过导线传输至STM32单片机模块(13)；STM32单片机模块(13)通过反馈的电信号驱动减速电机(7)，并通过齿轮模组(8)传动，调整霍尔元件模块(9)与被测管道之间的距离；STM32单片机模块(13)由电源模块(14)提供工作电压；霍尔元件模块(9)通过导线与信号调理模块(10)相连接，经过调理的电信号通过导线连接到航空插头(2)，并通过航空插头(2)传输至上位机(1)；激光测距模块(11)的探头与霍尔元件模块(9)保持在同一水平面上；STM32单片机模块(3)为线圈(6)提供20Hz交流激励信号；C型磁芯(5)的内开角为270度，内径47.5cm，外径57.5cm，宽60cm；线圈(6)的漆包线直径为0.49mm，匝数为500匝。

所述STM32单片机模块(3)具体型号为STM32RCT6。

所述C型磁芯(5)使用锰锌铁氧体材料。

所述线圈(6)使用铜质漆包线。

所述霍尔元件模块(9)包含2行8列(16个)霍尔元件，在载具(1)底面呈规则对称状排列，用于检测漏磁信号。