[发明专利]一种埋地钢质管道非开挖谐波磁场聚焦检测探头制作方法

说明书

本发明公开了一种埋地钢质管道非开挖谐波磁场聚焦检测探头制作方法，包括：激励线圈阵列、高灵敏度磁传感器、数据线、SMA射频连接线、磁屏蔽外壳。激励线圈阵列用于加载谐波电流并产生聚焦磁场；SMA射频连接线与激励源连接，为激励线圈阵列供电；高灵敏度磁传感器用于采集磁场信号并转换为电压信号；数据线将检测探头采集到的数据传输到高速数据采集卡；磁屏蔽外壳将上述各装置集成，同时能够有效屏蔽探头下方以外的其他方向的电磁信号，从而降低干扰，以达到检测管道缺陷的目的。该检测探头结构简单、操作方便、抗干扰能力强，能够满足工程检测需要。

技术领域

本发明本发明涉及管道损伤检测领域，尤其涉及非开挖钢质管道谐波磁场聚焦检测仪器设计制造，能够在确定了管道路由的情况下，不需要开挖即可将谐波磁场聚焦到管道上，同时采集磁场信号，实现对管道的非开挖检测。

背景技术

当前的运输管道大多铺设于地下，在长期运行的过程中，管道会因为腐蚀、第三方损伤等因素产生缺陷。因此，管道需要定期的检测和修复，以避免发生泄漏等严重事故，同时，针对泄漏管道，也需要快速精准的定位泄漏点，及时修复或更换泄漏管道，避免造成更严重的损失。

现有的内检测技术均需要开挖清管，停机和开挖造成的经济损失较大，而非开挖检测技术主要有瞬变电磁法、磁力层析法和等效电流中心偏移法，但上述检测方法中，瞬变电磁检测法检测的结果为一段管道的平金属减少量，因此无法精确的给出缺陷的具体位置，只能确定缺陷所在的地段；磁力层析法无法检测出通孔类缺陷和小面积点蚀。等效电流中心偏移法不能精确地检测出较小的金属损失；同时，上述检测方法无法有效屏蔽周围环境中的电磁信号，抗干扰能力较弱。

因此，为了在不停输条件下实现管道的地面非开挖检测，需要发明一种磁场聚焦效果好，操作简单，抗干扰能力强的检测探头，从而完成对埋地管道损伤的有效检测。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于埋地钢质管道非开挖谐波磁场聚焦检测探头制作方法，能够在不开挖的条件下将磁场聚焦于管体，同时在一定程度上屏蔽外界磁场信号干扰，通过采集有效的磁场信号，检测出管体的损伤情况。

本发明公开了一种用于埋地钢质管道非开挖谐波磁场聚焦检测探头制作方法，包括：激励线圈阵列、高灵敏度磁传感器、数据传输线、SMA线圈供电射频线、磁屏蔽外壳。其中，

所述激励线圈阵列(1)，主要用于承载谐波电流，产生磁场并聚焦于管体，使管体产生感应磁场，其设计参数主要包括：线圈形状、阵列形式、线圈匝数、线圈尺寸、使用材质。

所述线圈形状设计，根据检测原理和制作难度，选取矩形线圈框作为检测探头的线圈主体，为了尽量减小导体间的邻近效应，在缠绕线圈时，应做到：将线圈导线紧密贴合，尽量减小导体间的空隙；上下层分布排列，增大两导线的相对面积；单层缠绕，减小导体厚度。

所述阵列形式，为了适用于不同直径的管道，不同的埋深，不同的管体损伤程度，将检测探头线圈阵列设计为一个大线圈加多个小线圈的矩阵阵列形式，这样在检测过程中，移动一次线圈阵列相当于多次扫描管体，增强了磁场聚焦效果，同时提高了检测探头的缺陷检出能力。此外，为了增大激励电流，在激励源输出功率一定的情况下，多个线圈的连接方式应该采用并联连接，以增强激励磁场的强度。

所述线圈匝数、尺寸，根据当前大多钢质管道的尺寸，为了确保检测探头能够完全扫描过管体，将大线圈尺寸设计为450x450mm,同时调整线圈尺寸为200x200mm，线圈匝数定为20匝。

所述使用材质，为了避免导线之间相互干扰，采用漆包线作为缠绕线圈的材质，铜质导线外带有包覆层，能够避免多匝线圈之间电流的相互传递。同时为了减小线圈的邻近效应，应增大导线直径，选用直径0.5mm的漆包线。