[实用新型]一种基于电磁超声的瓦斯管道壁厚检测系统

说明书

一种基于电磁超声的瓦斯管道壁厚检测系统，包括激励模块、接收模块和上位机信号处理模块。由上位机向FPGA信号发生电路发送指令产生激励信号，激励信号经过功率放大电路后将放大的信号输入到电磁超声换能器中，换能器的输出端与接收模块电路的输入端相连，接收电路模块对回波信号进行滤波、放大处理后将信号输入到ADC电路进行模数转换以及数据采集，ADC电路的输出与系统控制电路相连，最终将信号上传到上位机中进行进一步处理。本次电磁超声检测系统完成管道的实时检测任务，可以实现非接触检测，大大提高了瓦斯管道的检测效率。

技术领域

本实用新型涉及瓦斯管道探伤电磁超声测量技术领域，尤其涉及一种管道壁厚和缺陷识别电磁超声检测系统。

背景技术

管道在长期的使用过程中，受到管道内外介质的作用而发生腐蚀、裂缝等损伤，损伤严重甚至导致管道失效。瓦斯抽采管路系统对管道的安全要求更为严格。传统的瓦斯管路抽采维修与检测主要依靠人工，导致管路系统的检测效率很低，且不能及时检测管路运行状态。因此设计一种基于电磁超声的瓦斯管道壁厚检测系统对在役管道进行实时检测，不仅可以提高检测效率，还可以降低人力资源的浪费，降低管道安全运行检测的成本。

传统的压电超声检测主要采用压电晶片来激发超声波，但在实际工作过程中，压电超声换能器与待测试件之间需要涂抹耦合剂，因此对待测试件的表面平整度要求较高，不适合用于检测结构复杂的待测试件。

电磁超声检测主要是利用电磁感应原理在试件内部激发超声波，可以实现非接触式检测，对待测试件和环境要求较低，在恶劣环境下依旧可以实现高精度检测要求。

实用新型内容

为解决复杂瓦斯抽采管路的检测问题，本实用新型提供了一种基于电磁超声测厚检测系统，解决复杂管路的实时检测与探伤问题。

本实用新型所采用的技术方案为：包括激励模块(1)、接收模块(2)和上位机处理模块(3)，其中，所述激励模块包括信号发生电路和功率放大电路，其输出接口与电磁超声换能器(4)输入接口相连，完成超声波的激发过程，所述接收电路，包括电磁超声回波信号的滤波与幅值放大电路，其输入接口与电磁超声换能器的输出接口相连，完成超声检测信号的接收，所述上位机处理模块(3)，完成电磁超声回波信号特征提取并完成检测信息的数据化展示。

所述上位机处理模块(3)，激励模块(1)包括信号发生电路和功率放大电路，电磁超声换能器(4)相互连接组成了电磁超声检测系统的超声激发电路。

所述电磁超声换能器(4)，接收模块(2)，包括前置放大电路、带通滤波电路和多级放大电路，上位机处理模块(3)相互连接组成了电磁超声检测系统的回波接收处理电路。

所述信号发生电路用于产生电磁超声换能器(4)的特定激励信号。

所述功率放大电路用于将所述信号发生电路产生的激励信号进行放大，将放大后的激励信号输入电磁超声换能器(4)中，完成电磁超声波的激发。

所述电磁超声换能器(4)包括永磁铁、载流线圈和被测试件(5)三部分，优化了其结构参数提高了其换能效率，提升了系统整体的检测效率。

所述前置放大电路用于接收电磁超声换能器(4)采集到的超声回波信号并将其进行放大，传输给所述带通滤波电路进行带外噪声滤除。处理后的回波信号出入到所述多级放大电路中进行进一步放大，经过模数转换后输送到上位机中。

所述上位机处理模块(3)用于提取回波信号特征参数，计算出管道剩余壁厚，在壁厚测量基础上进行机器学习训练，识别缺陷与非缺陷信号的特征区别，输出检测结果。

所述信号发生电路用于产生脉冲激励信号，脉冲激励信号经过功率放大电路放大后激励电磁超声换能器激发超声波；前置放大电路、带通滤波电路和多级放大电路用于将电磁超声换能器接收到的回波信号进行放大、滤波处理，最终处理后的回波信号经过模数转换后上传到上位机。