一种测量铁皮包覆层的电磁式脉冲涡流检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种测量铁皮包覆层的电磁式脉冲涡流检测装置，包括：激励信号输出模块、信号采集模块、直流源模块和传感器；传感器设置有激励

【技术实现步骤摘要】
一种测量铁皮包覆层的电磁式脉冲涡流检测装置


[0001]本专利技术涉及一种脉冲涡流检测装置；特别是涉及一种电磁式脉冲涡流检测装置。

技术介绍

[0002]腐蚀减薄失效是造成设备故障的重要原因之一，通常采用测量壁厚减薄的方式的来评估设备的腐蚀程度。而承压设备为了保温需在设备表面包覆保温层和金属保护层。带包覆层设备通常是在停机状态下将保温层剥离，用超声等方式测量设备壁厚。检测完成后再重新装好包覆层。采用该方法工作量大、检测小效率低、成本高。脉冲涡流检测技术(Pulsed Eddy Current Testing， PECT)，采用脉冲方波作为激励信号，使得激励信号具有很好的穿透性，能够穿透包覆层和金属保护层，实现在不拆除包覆层的前提下测量设备的腐蚀情况。
[0003]带包覆保温层设备的金属保护层材料有不锈钢、铝和镀锌铁皮。其中不锈钢和铝为非铁磁性材料，其相对磁导率较低，具有导电不导磁的特性。因此在脉冲涡流检测过程中在不锈钢或铝金属保护层中产生的涡流较小，且不影响激励线圈中激励磁场的分布，因此对检测信号的影响较小。
[0004]镀锌铁皮为铁磁性材料，具有高磁导率特性，脉冲涡流检测中会在其表面产生较大的涡流，且高磁导率的特性会影响激励磁场的分布，导致激励磁场无法有效穿透金属保护层，进而对检测信号造成影响。且出于成本的考虑大多数带包覆保温层设备采用铁皮作为金属保护层。外层保护层在衔接处接缝的形式有搭接、插接、咬接和嵌接等形式，实际检测中金属保护层的厚度较厚，在包覆保温层较厚的设备中，镀锌铁皮会影响激励信号的分布，激励信号无法有效穿透铁皮及包覆层，对检测信号的影响更大，不利于脉冲涡流检测。
[0005]通过施加外置磁场磁化镀锌铁皮，使其达到磁饱和进而降低材料的磁导率，减小对脉冲涡流检测的影响。现有的磁饱和脉冲涡流传感器，大多采用外加永磁铁的形式磁化镀锌铁皮，如：专利号CN202022970509.2一种适用于铁皮保温的脉冲涡流磁饱和探头装置；专利公开号：CN113640373A基于预磁化和扫频脉冲涡流的工件缺陷检测方法及装置；专利公开号：CN111982967A一种基于永磁铁的磁饱和脉冲涡流红外无损评价方法。永磁铁式传感器结构因永磁铁体积较大进而导致传感器的体积也变大，不利于携带；永磁铁的磁场强度有限，磁场分布不均匀，不能对检测区域充分磁化，影响检测灵敏度；永磁体会随着时间发生退磁效应，即磁场强度会越来越小，无法对镀锌铁皮等铁磁性金属保护层充分磁化，影响检测准确性与检测灵敏度；对于高温管道，永磁体的磁场强度会随温度的升高而降低，因此永磁体脉冲涡流传感器无法应用于高温保温设备；永磁铁本身都会持续产生磁场，易吸引到周围的铁磁性材质设备上，不利于存放与保管，同时检测时位移较为困难；永磁铁会吸引检测区域外的其他磁性杂质，对检测传感器的外壳造成破坏。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种适合测量铁皮包覆层的电磁式脉冲涡流
检测装置。
[0007]本专利技术所采用的技术方案是，一种测量铁皮包覆层的电磁式脉冲涡流检测装置，包括：激励信号输出模块、信号采集模块、直流源模块和传感器；所述传感器设置有激励
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检测接口和电磁式接口；所述激励线圈与激励信号输出模块相连，所述检测线圈与信号采集模块相连，电磁式线圈与直流源模块相连；所述传感器外壳内依序设置有铁芯、绕制在激励线圈骨架之上的激励线圈、激励线圈屏蔽罩、绕制在检测线圈骨架之上的检测线圈、检测线圈屏蔽罩、电磁式屏蔽罩和电磁式线圈；所述检测线圈屏蔽罩和电磁式屏蔽罩之间形成屏蔽空腔。
[0008]所述铁芯由数根直径为0.5
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2mm的细铁棒组成，细铁棒表面涂有绝缘漆；所述激励线圈骨架壁厚为0.5
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3mm， 高度为10
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40mm；所述激励线圈由铜质漆包线绕制成，漆包线直径为：0.1
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1mm，线圈匝数为400
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3000匝， 高度为10
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40mm，线圈内外径差值为5
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60mm，直线段长度为10
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60mm，激励线圈连接激励信号输出模块；所述激励线圈屏蔽罩材料高磁导率的铁磁性材料，其内外径差值0.1
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2cmm，高度为10
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40mm，用于屏蔽检测线圈，减小激励线圈与检测线圈之间的耦合作用；所述检测线圈骨架壁厚为0.5
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3mm，高度为10
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40mm；所述检测线圈由铜质漆包线绕制，漆包线直径为：0.1
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1mm，线圈匝数为400
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4000， 高度为5
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40mm，线圈内外径差值为5
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60mm，直线段长度为10
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60mm，检测线圈连接信号采集模块；所述检测线圈屏蔽罩为高磁导率的铁磁性材料制成，其内外径差值0.1
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2mm，高度为10
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40mm，用于屏蔽电磁式线圈，减小检测线圈与电磁式线圈之间的耦合作用；所述电磁式屏蔽罩壁厚为0.5
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4mm，高度为10
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50mm，聚集电磁式线圈产生的磁场；所述电磁式线圈由铜质漆包线绕制而成，漆包线直径为：0.2
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2mm，线圈匝数为300
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1500， 高度为10
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50mm，线圈内外径差值为5
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20mm，直线段长度为10
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60mm；电磁式线圈连接直流源模块。
[0009]本专利技术的有益效果是，1.由于使用直流源模块为电磁式线圈通入电流产生强磁场，磁化镀锌铁皮使其达到磁饱和状态，直流源模块体积较小，电流值大小可调，因此电磁式磁场大小可控。可针对高温设备、不同包覆层厚度、镀锌铁皮厚度进行调节以保证其达到磁饱和状态，适用性强。
[0010]2.采用电磁式线圈产生强磁场，线圈体积较小，传感器体积较小方便携带。传感器只在工作时产生磁场其余时间无磁性，检测时方便移动检测、易于存放、不易吸附在其他设备表面、易于清理吸附在传感器上的磁性杂质。
[0011]3.采用高磁导率的屏蔽罩，可以降低激励线圈与检测之间的耦合效果、检测线圈与电磁式线圈之间的耦合效果，提高检测信号的灵敏度；4.在传感器中心布置了由细铁棒组成的铁芯，且细铁棒表面涂有绝缘漆。高磁导率铁芯将激励线圈中磁场聚集，提高激励磁场强度与穿透能力，提高传感器检测能力。同时采用细铁棒组成的铁芯可降低铁芯与激励线圈的发热过快、温度过高的问题。
附图说明
[0012]图1为本专利技术电磁式脉冲涡流检测装置示意图；图2a为本专利技术电磁式脉冲涡流传感器剖视图；图2b为本专利技术电磁式脉冲涡流传感器内部视图；图2c为本专利技术电磁式脉冲涡流传感器立体结构示意图；图3a为本专利技术电磁式脉冲涡流传感器在0.7mm厚镀锌铁皮包覆层8mm厚平板，镀锌铁皮磁饱和前后检测信号对比示意图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量铁皮包覆层的电磁式脉冲涡流检测装置，其特征在于，包括：激励信号输出模块、信号采集模块、直流源模块和传感器；所述传感器设置有激励
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检测接口和电磁式接口；激励线圈与激励信号输出模块相连，检测线圈与信号采集模块相连，电磁式线圈与直流源模块相连；所述传感器外壳内依序设置有铁芯、绕制在激励线圈骨架之上的激励线圈、激励线圈屏蔽罩、绕制在检测线圈骨架之上的检测线圈、检测线圈屏蔽罩、电磁式屏蔽罩和电磁式线圈；所述检测线圈屏蔽罩和电磁式屏蔽罩之间形成屏蔽空腔。2.根据权利要求1所述的测量铁皮包覆层的电磁式脉冲涡流检测装置，其特征在于，所述铁芯由数根直径为0.5
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2mm的细铁棒组成，细铁棒表面涂有绝缘漆；所述激励线圈骨架壁厚为0.5
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3mm， 高度为10
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40mm；所述激励线圈由铜质漆包线绕制成，漆包线直径为：0.1
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1mm，线圈匝数为400
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3000匝， 高度为10
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40mm，线圈内外径差值为5
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60mm，直线段长度为10
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60mm，激励线圈连接激励信号输出模块；所述激励线圈屏蔽罩材料高磁导率的铁磁性材料，其内外径差值0.1
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2cmm，高度为10
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【专利技术属性】
技术研发人员：王璇，李超月，贺柏达，李菊峰，肖长青，牛卫飞，郭勇，于海旭，杨阳，赵慧，张晋军，
申请(专利权)人：天津市特种设备监督检验技术研究院天津市特种设备事故应急调查处理中心，
类型：发明
国别省市：