【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于腐蚀监测设备，具体涉及一种腐蚀监测系统及方法。
技术介绍
1、腐蚀监测是腐蚀技术的一部分，因为腐蚀发生的方式多种多样，有些腐蚀无法避免，但有些可以通过合适的腐蚀预防或减缓技术避免。如果腐蚀发生时能够被提前监测到，部分腐蚀损失是可避免的。
2、传统的腐蚀监测方法，如目视检查、超声波监测、射线监测等，存在以下问题：只能判定损伤位置，无法判断损伤的深度和大小；检测区域面积较小，无法对整个结构进行全面监测；且需要昂贵的设备和专业人员，效率低成本高；监测设备还受环境因素的影响，例如温度、湿度等因素会影响检测结果。
3、现有技术中还包括基于声波或电磁波的无损检测技术，例如超声波层析成像、电磁超声层析成像、射线层析成像等。然而这些技术也存在一些局限性，例如超声波层析成像检测深度有限，难以检测厚壁结构；电磁超声层析成像能量转换效率不高，信号较弱；射线层析成像对人体和环境有辐射风险，成本较高，且这几种检测技术往往只能检测到腐蚀的发生，无法确定腐蚀的区域位置和形状。
4、因此，针对上述技术问题，有必要提供一种腐蚀监测系统及方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种腐蚀监测系统及方法，其能够解决现有技术只能检测到腐蚀损伤的发生，无法检测具体损伤区域的位置和形状、检测效率低、检测面积小的技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术一具体实施例提供的了一种腐蚀监测系统，所述腐蚀监测系统包括：控制单元、信号激励单元、emat探头、信号接
3、所述控制单元用于产生低压直流信号；
4、所述信号激励单元与控制单元相连，所述信号激励单元用于根据低压直流信号产生高压脉冲信号；
5、所述emat探头与信号激励单元相连，所述emat探头用于根据高压脉冲信号产生回波信号；
6、所述信号接收单元与emat探头和控制单元分别相连，所述信号接收单元用于对回波信号进行预处理，所述控制单元用于根据预处理后的回波信号产生特征信号；
7、所述上位机单元与控制单元相连，所述上位机单元用于根据特征信号获取和显示被测物的损伤位置和损伤形状。
8、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述控制单元包括控制电路、模数转换电路、数字信号缓存电路以及滤波电路；其中，
9、所述控制电路用于产生低压直流信号和低压脉冲信号；
10、所述模数转换电路与回波信号相连，用于将回波信号转换为数字信号；
11、所述数字信号缓存电路与模数转换电路相连，所述数字信号缓存电路用于存储数字信号；
12、所述滤波电路与数字信号缓存电路相连，所述滤波电路用于对数字信号进行滤波以产生特征信号。
13、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述信号激励单元包括：高压激励电路、脉冲驱动电路、功率放大电路以及阻抗匹配电路；其中，
14、所述脉冲驱动电路与所述低压脉冲信号相连，所述脉冲驱动电路用于放大低压脉冲信号；
15、所述高压激励电路与低压直流信号相连，所述高压激励电路用于将低压直流信号逆变为高压直流信号；
16、所述功率放大电路与脉冲驱动电路和高压激励电路分别相连，所述功率放大电路基于放大后的低压脉冲信号导通，所述功率放大电路导通后根据高压直流信号产生高压脉冲信号；
17、所述阻抗匹配电路与功率放大电路相连，所述阻抗匹配电路用于匹配所述高压脉冲信号的阻抗。
18、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述信号接收单元包括前置放大电路、程控增益电路、带通滤波电路以及ad采集电路；其中，
19、所述前置放大电路与回波信号相连，用于放大回波信号；
20、所述程控增益电路与前置放大电路相连，所述程控增益电路用于调整回波信号的增益；
21、所述带通滤波电路与程控增益电路相连，所述带通滤波电路用于过滤回波信号中的噪声；
22、所述ad采集电路与带通滤波电路相连，所述ad采集电路用于采集回波信号。
23、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述emat探头包括激励传感器和接收传感器，所述激励传感器与信号激励单元相连，所述激励传感器用于根据高压脉冲信号产生超声波并传入被检测物内，所述接收传感器与信号接收单元相连，所述接收传感器用于接收被检测物反射的回波信号。
24、在本专利技术的另一个方面当中，提供了一种腐蚀监测方法，所述方法包括以下步骤：
25、截取特征信号中包含损伤信息的直达波；
26、基于所述直达波的波形信息确定被测物的损伤区域；
27、获取所述损伤区域对应传输路径的损伤值，基于所述损伤值将所述损伤区域图像化。
28、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述直达波的波形信息包括损伤传播时间、直达时间、群速度以及时间延时均值。
29、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述损伤区域的确定包括：
30、基于所述传输路径的波形信息得到损伤位置附近点的坐标；
31、连接所有损伤位置附近点的坐标以确定损伤区域。
32、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述损伤值di用于表示接收传感器和/或激励传感器在相同传输路径下因损伤引起波形信号发生变化的程度，且满足：
33、
34、其中，a(ti)为健康信号、b(ti)为损伤信息，n为传感器数量。
35、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述损伤值di的取值范围为[0，1]。
36、与现有技术相比，本专利技术腐蚀监测系统及方法，其能够通过emat探头对被测物腐蚀区域进行检测，上位机单元根据emat探头不同传输路径的回波信号获得到发生腐蚀位置的坐标，基于多个腐蚀区域附近的位置坐标进一步确定腐蚀区域并将该腐蚀区域图像化；
37、本专利技术不仅能检测腐蚀发生的区域还能够检测出腐蚀区域的形状，整个检测系统提高了损伤位置以及损伤形状的检测效率和检测精度。
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1.一种腐蚀监测系统，其特征在于，所述腐蚀监测系统包括：控制单元、信号激励单元、EMAT探头、信号接收单元以及上位机单元；其中，
2.根据权利要求1所述的腐蚀监测系统，其特征在于，所述控制单元包括控制电路、模数转换电路、数字信号缓存电路以及滤波电路；其中，
3.根据权利要求2所述的腐蚀监测系统，其特征在于，所述信号激励单元包括：高压激励电路、脉冲驱动电路、功率放大电路以及阻抗匹配电路；其中，
4.根据权利要求2所述的腐蚀监测系统，其特征在于，所述信号接收单元包括前置放大电路、程控增益电路、带通滤波电路以及AD采集电路；其中，
5.根据权利要求1所述的腐蚀监测系统，其特征在于，所述EMAT探头包括激励传感器和接收传感器，所述激励传感器与信号激励单元相连，所述激励传感器用于根据高压脉冲信号产生超声波并传入被检测物内，所述接收传感器与信号接收单元相连，所述接收传感器用于接收被检测物反射的回波信号。
6.一种腐蚀监测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的腐蚀监测方法，其特征在于，所述直达波
8.根据权利要求6所述的腐蚀监测方法，其特征在于，所述损伤区域的确定包括：
9.根据权利要求6所述的腐蚀监测方法，其特征在于，所述损伤值DI用于表示接收传感器和/或激励传感器在相同传输路径下因损伤引起波形信号发生变化的程度，且满足：
10.根据权利要求9所述的腐蚀监测方法，其特征在于，所述损伤值DI的取值范围为[0，1]。
...【技术特征摘要】
1.一种腐蚀监测系统，其特征在于，所述腐蚀监测系统包括：控制单元、信号激励单元、emat探头、信号接收单元以及上位机单元；其中，
2.根据权利要求1所述的腐蚀监测系统，其特征在于，所述控制单元包括控制电路、模数转换电路、数字信号缓存电路以及滤波电路；其中，
3.根据权利要求2所述的腐蚀监测系统，其特征在于，所述信号激励单元包括：高压激励电路、脉冲驱动电路、功率放大电路以及阻抗匹配电路；其中，
4.根据权利要求2所述的腐蚀监测系统，其特征在于，所述信号接收单元包括前置放大电路、程控增益电路、带通滤波电路以及ad采集电路；其中，
5.根据权利要求1所述的腐蚀监测系统，其特征在于，所述emat探头包括激励传感器和接收传感器，所述激励传感器与信号激励单元相连，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：周瑞平，陈小平，
申请(专利权)人：苏州新云帆海洋装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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