[发明专利]一种管道弯曲应力检测装置

权利要求书

1.一种管道弯曲应力检测装置，其特征在于，所述装置包括：圆柱形管道内检测器，

管道内检测器的中心孔上延伸出四根长度相等的支架，相邻支架之间的角度为90°，支架的末端均安装一个磁传感器用于检测管道附近的磁场信号；

管道内检测器在前进过程中四个磁传感器始终与管道内壁贴合，扫描采集管道轴向路径上的上侧、下侧、左侧和右侧管壁处的磁信号；

通过分析四个磁传感器采集到的磁信号之间的差异，判断出管壁上的应力分布，从而实现管道弯曲应力检测；

所述磁传感器由磁阻传感器和激励线圈组成，

磁阻传感器位于激励线圈的中心轴上方，管道内检测器的轴线与管道的轴线平行；

载有交流电压信号的激励线圈产生弱交流磁场分别磁化管壁四个局部区域；

若管壁存在弯曲变形，利用四路磁阻传感器同步采集四个局部区域附近的感应磁场信号，根据四路磁信号与管道应力状态之间的对应关系实现管道弯曲应力检测；

所述装置还包括：

管道内检测器在管道内运行时，单片机控制信号发生模块产生一个激励电压信号，该电压信号由多个频率的正弦激励信号串联而成，不同频率的正弦激励信号用于寻找最大的应力检测灵敏度；

将正弦激励电压信号施加至激励线圈会产生多个频率的交流激励磁场，该交流激励磁场磁化管壁，磁阻传感器用于测量被磁化管壁四个方位的多频率交流感应磁场；

所述装置还包括：

获取管道四个方位处交流感应磁场幅值关于管道内检测器运行里程的曲线，分别对上、下方位和左、右方位的交流磁场幅值-运行里程曲线做差；

若两条磁场幅值差值-运行里程曲线中均不存在明显的峰谷特征，则管道平直无弯曲应力；

若第一条曲线中存在明显峰谷特征，则峰谷特征所对应的管道内检测器运行里程处的管道存在上下弯曲应力；

若第二条曲线中存在明显峰谷特征，则峰谷特征所对应的管道内检测器运行里程处的管道存在左右弯曲应力；

所述装置还包括：

在管壁外侧上、下、左、右四个方位各吸附一个强磁铁，管壁内侧对应的四个位置各分布一个磁传感器；

强磁铁分别对四个局部区域进行强磁化，若此处管壁存在弯曲变形，利用四路磁传感器同步采集管壁上、下、左、右四个局部区域附近的直流磁场信号，磁传感器输出四个尖锐的直流磁场信号，根据四路直流磁场信号与管道应力状态之间的对应关系实现管道弯曲应力检测；

强磁铁的磁力线穿过管道和磁传感器，管壁四个方位的磁传感器接收直流磁场信号后，将直流磁场信号通过模数转换器转换；

获取待测管段处四个方位的直流磁场信号，分别对上、下方位和左、右方位的直流磁场信号幅值做差，若两项直流磁场信号幅值差值均为0，则待测管段平直无弯曲应力；

若上、下方位直流磁场信号幅值差值显著不为0，则待测管段存在上下弯曲应力；

若左、右方位直流磁场信号幅值差值显著不为0，则待测管段存在左右弯曲应力。