[发明专利]一种基于环形阵列探头的管道涡流无损检测装置及方法

说明书

本发明涉及一种基于环形阵列探头的管道涡流无损检测装置及方法，属于电磁无损检测技术领域。本发明由环形阵列传感器、环形支架、微控制器、步进电机、蓝牙模块、存储模块、PC机组成，其中，环形支架由两个半环形支架和八个滚轮组成，两个半环形支架一端通过铰链固定，可围绕铰链固定点转动，另一端是带有螺丝扣的可活动开口，八个滚轮分别安装在环形支架内侧四个方位，每个位置安装两个滚轮，环形阵列传感器安装在环形支架的内圈上，整个装置通过步进电机驱动滚轮在管壁上的移动，从而对管道进行扫描检测，扫描过程中，检测信号通过蓝牙模块上传到PC机，PC机通过对检测信号进行处理分析得出管道外壁表面及亚表面缺陷检测结果。

技术领域

本发明涉及一种基于环形阵列探头的管道涡流无损检测装置及方法，属于电磁无损检测技术领域。

背景技术

管道在能源、化工等各类工业领域广泛运用。在长时间的使用过程中，尤其是很多管道直接暴露在室外，风吹雨淋，不可避免的在其外壁或内壁会产生缺陷和损伤，给工业生产埋下很大的隐患。所以，定期检测管道成了必要的工作。

涡流检测方法是基于电磁感应现象进行缺陷和损伤检测的方法，具有对表面及近表面浅缺陷检测能力高、非接触、快速扫查等优点，是一种对管道结构表面/近表面缺陷进行定量无损评估的有效方法。然而，目前对管道的检测一般采用手持式探头，扫查速度慢，并且检测探头与涡流分析仪需要用导线连接，操作运行非常不便，尤其对于室外长距离管道的外壁全面检测，如果采用手持式探头，将会消耗大量的人力、物力、财力，不仅检测速度慢，再加上管道壁是曲面的，非常容易受提离效应的影响，检测结果会产生较大误差，给工业生产埋下了隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于环形阵列探头的管道涡流无损检测装置及方法，可以快速准确的检出管道外表缺陷，解决上述问题。

本发明的技术方案是：一种基于环形阵列探头的管道涡流无损检测装置及方法。其中检测装置由环形阵列传感器、环形支架、微控制器、步进电机、蓝牙模块、SD卡存储模块、PC机组成。

进一步的，环形阵列传感器由聚酯薄膜基材、激励线圈、检测线圈、地线组成，激励线圈、检测线圈和地线均印制在聚酯薄膜基材上，其中激励线圈为多匝矩形线圈，匝数为500匝，检测线圈为多个排列成两行的矩形螺旋线圈，每5cm有十个线圈，每个线圈绕10匝，布置于激励线圈内，相邻的两个检测线圈绕制方向相反，最外圈触点接地线，中心焊点接信号输出端，环形阵列传感器紧密贴合在环形支架的内侧，形成环形阵列线圈结构。

进一步的，环形支架由两个半环形支架和八个滚轮组成，两个半环形支架的一端铰接，可围绕铰链固定点转动，另一端是带有螺丝扣的可活动开口，半环形支架两端接触位置处分别设有缓冲垫，八个滚轮通过轮毂杆分别安装在环形支架内侧四个方位，每个方位安装两个滚轮，在两个滚轮中间布置环形阵列传感器，步进电机通过齿轮传动带动滚轮转动，从而使环形阵列传感器沿管道扫描运动。

进一步的，环形支架是由PVC材料制成的内空结构，并内置微控制器、步进电机及其驱动模块、信号调理模块、波形发生模块、聚合物锂电池、蓝牙从机模块、SD卡存储模块。

进一步的，所述的微控制器为ST(意法半导体)推出的STM32F427，其采用了90纳米的NVM工艺和ART技术,具有动态功耗调整功能，主频达到180MHz，有3个ADC，20个通信接口。

进一步的，所述的步进电机为35BYJ26型永磁步进电机，工作方式为双极性两相四拍，工作电压为12V，步进是0.2m/s。

进一步的，所述的步进电机驱动模块为凌阳SPGT62C19B电机驱动芯片，SPGT62C19B是低电压单片式步进电机驱动器集成电路芯片，可驱动一台两相步进电机，并提供4位LED数码管可用来显示电机转速信息。