本发明专利技术公开了一种基于远场涡流的管道内外壁缺陷检测装置，在机械结构部分，控制弹簧片的张合，使得弓形弹簧片顶端的水平部分能够贴紧管道的内壁，在每个弹簧片顶端的水平部分都安装有一磁阻器件，在远场区接收反映管道内外壁缺陷的远场涡流信号，数据处理模块针对磁阻器件输出的电信号，以激励模块提供激励信号作为参考信号求相位差，得到反映管道内外壁缺陷的多组数据，完成管道内外壁缺陷检测。由于弓形弹簧片沿主轴周向均匀分布，每一磁阻器件又紧贴管道内壁能够完全覆盖管道周向，因此，可检测缺陷管道的周向位置和微小缺陷，实现对管道内外壁全周覆盖的缺陷检测，获得缺陷形状尺寸参数。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于远场涡流的无损检测(nondestructive testing)
，更为具体地讲，涉及一种基于远场涡流的管道内外壁缺陷检测装置。
技术介绍
远场涡流效应是上世纪40年代发现的。1951年Maclean W. R.凭借远场涡流效应获得了美国专利。远场涡流现象属于涡流检测中的一种特殊的物理现象，远场涡流现象取决于管道中发生的两个效应，一是沿管道内部对激励线圈直接耦合磁通的屏蔽效应；二是存在能量的两次穿过管壁的间接耦合路径，它源于激励线圈附近区域管壁中感应的周向涡流，此周向涡流迅速扩散到管外壁，同时幅值衰减、相位滞后，而到达管外壁的电磁场又沿管壁继续扩散，由于管外壁场强的衰减较管内直接耦合区衰减速度慢得多，因此在远离激励线圈一定距离处，管外场又在管外壁感应产生涡流，穿过管壁向管内扩散，再次产生幅值衰减与相位滞后。相比其他无损检测方法，远场涡流检测技术具有以下几方面优点(1)管道外壁缺陷与内壁缺陷在检测中具有相同的灵敏度；( 管壁厚度与检测信号相位近似成正比， 易于缺陷分辨；C3)受提离效应影响小；(4)继承了常规涡流检测的非接触与快速的优点。现有的检测装置通常只有一个接收线圈，无法检测缺陷的周向位置和微小缺陷， 获得缺陷形状尺寸等参数，误差较大，且机械结构不能自适应管道的尺寸。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可检测缺陷管道的周向位置和微小缺陷，实现对管道内外壁全周覆盖的缺陷检测，以获得缺陷形状尺寸参数的基于远场涡流的管道内外壁缺陷检测装置。为实现上述专利技术目的，本专利技术基于远场涡流的管道内外壁缺陷检测装置，包括激励模块和激励线圈，激励模块输出激励信号，施加到激励线圈上，产生用于缺陷检测的低频电磁场；其特征在于，还包括一传感器骨架，由主轴、套在主轴上的滑动块和多个弓形弹簧片组成；每个弓形弹簧片的一端固定于主轴的一端，另一端固定于滑动块上，弓形弹簧片沿主轴周向均勻分布， 滑动块可在主轴上滑动，带动弓形弹簧片张合，使弓形弹簧片顶端的水平部分紧贴管道内壁；多个磁阻器件，作为传感器安装在每个弓形弹簧片顶端的水平部分，用于在远场区接收反映所处管道内外壁缺陷的远场涡流信号，并将其转换为电信号；数据处理模块，对每个磁阻器件输出电信号，以激励模块提供激励信号作为参考信号求相位差，得到反映管道周向内外壁缺陷的多组数据，完成管道内外壁缺陷检测。本专利技术的专利技术目的是这样实现的在机械结构部分，将每个弓形弹簧片的一端固定于传感器骨架主轴的一端，而另一端固定于滑动块上，滑动块套在传感器骨架的主轴上，并可以在电机等的驱动下在一定范围内移动，从而控制弹簧片的张合，使得弓形弹簧片顶端的水平部分能够贴紧管道的内壁，在每个弹簧片顶端的水平部分都安装有一磁阻器件，在远场区接收反映管道内外壁缺陷的远场涡流信号，并将其转换为电信号。在电路部分，激励模块控制激励线圈产生缺陷检测用的低频电磁场，并为数据处理模块提供激励信号作为参考信号用于求相位差，磁阻器件在远场区接收远场涡流信号，并将其转换为电信号输出给数据处理模块；数据处理模块针对磁阻器件输出的电信号，以激励模块提供激励信号作为参考信号求相位差，得到反映管道内外壁缺陷的多组数据，完成管道内外壁缺陷检测。由于弓形弹簧片沿主轴周向均勻分布，每一磁阻器件又紧贴管道内壁能够完全覆盖管道周向，因此，可检测缺陷管道的周向位置和微小缺陷，实现对管道内外壁全周覆盖的缺陷检测，获得缺陷形状尺寸参数。附图说明图1是基于远场涡流的管道内外壁缺陷检测装置中传感器骨架一种具体实施方式的结构图；图2是基于远场涡流的管道内外壁缺陷检测装置一种具体实施方式结构图；图3是图2所示的基于远场涡流的管道内外壁缺陷检测装置进行缺陷检测时的示意图；图4是本专利技术基于远场涡流的管道内外壁缺陷检测装置中激励模块的一种具体实施方式原理框图；图5是图4所示激励模块中PIC单片机一种具体实施方式原理框图；图6是图4所示激励模块中全桥驱动功率放大电路一种具体实施方式原理框图；图7是图4所示的激励模块DC-DC变换电路电原理图；图8是本专利技术基于远场涡流的管道内外壁缺陷检测装置中数据处理模块的一种具体实施方式原理框图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本专利技术。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。实施例图1是基于远场涡流的管道内外壁缺陷检测装置中传感器骨架一种具体实施方式的结构图。在本实施例中，如图1所示，基于远场涡流的管道内外壁缺陷检测装置中传感器骨架由主轴101、套在主轴101上滑动块102和多个弓形弹簧片103组成。在本实施中，弓形弹簧片103有12个，每个弓形弹簧片103的一端固定于主轴101的一端，另一端固定于滑动块102上，弓形弹簧片103沿主轴101周向均勻分布。在本实施例中，滑动块102上有微型电机，使滑动块102在主轴101上滑动，带动弓形弹簧片103张合，使弓形弹簧片103顶端的水平部分紧贴管道内壁。在本实施例中，滑动块102通过主轴101上的轴线凹槽1011定位，使其在轴向滑动，而不发生周向的转动，并限定其滑动的范围。图2是基于远场涡流的管道内外壁缺陷检测装置一种具体实施方式结构图。在本实施例中，如图2所示，基于远场涡流的管道内外壁缺陷检测装置还包括一激励模块保护骨架2，用于密封激励模块和激励线圈，减少检测装置在管道内滑动时，内壁掉落物对激励造成的影响；一数据处理模块保护骨架3，用于密封数据处理模块，减少装置在管道内滑动时， 内壁掉落物对数据处理造成的影响；两个扶正器401、402，用于将检测装置定位于水平及垂直管道的中心轴上；激励模块保护骨架2 —端安装一扶正器401，另一端通过机械连接固定到传感器骨架主轴101的一端；数据处理模块保护骨架3 —端安装另一扶正器402 ；另一端通过机械连接固定到传感器骨架主轴101的另一端。传感器骨架的主轴101、套在主轴101上滑动块102和多个弓形弹簧片103，激励模块保护骨架2，数据处理模块保护骨架3，两个扶正器401、402均可拆卸，从而使检测装置的灵活性更好，同时也能更好地维护检测装置，而每个弓形弹簧片103的顶端水平部分也做了加厚处理，能够有效减少检测装置在管道内移动时与管内壁摩擦带来的损伤。图3是图2所示的基于远场涡流的管道内外壁缺陷检测装置进行缺陷检测时的示意图。在本实施例中，如图3所示，激励线圈5位于激励模块保护骨架2内，多个磁阻器件6，作为传感器安装在每个弓形弹簧片103顶端的水平部分，用于在远场区接收反映所处管道内外壁缺陷的远场涡流信号，并将其转换为电信号。如图3所示，弓形弹簧片103顶端的水平部分能够贴紧管道的内壁，因此，接收到的远场涡流信号反映了所处位置管道内外壁缺陷，同时，由于弓形弹簧片103沿主轴101周向均勻分布，可得到反映管道周向内外壁缺陷的多组数据，实现对管道内外壁全周覆盖的缺陷检测，获得缺陷形状尺寸参数。图4是本专利技术基于远场涡流的管道内外壁缺陷检测装置中激励模块的一种具体实施方式原理框图。在本实施例中，如图4所示，基于远场涡流缺陷检测装置的激励模块7包括主控电路701、PIC单片机70本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于远场涡流的管道内外壁缺陷检测装置，包括：激励模块和激励线圈，激励模块输出激励信号，施加到激励线圈上，产生用于缺陷检测的低频电磁场；其特征在于，还包括：一传感器骨架，由主轴、套在主轴上的滑动块和多个弓形弹簧片组成；每个弓形弹簧片的一端固定于主轴的一端，另一端固定于滑动块上，弓形弹簧片沿主轴周向均匀分布，滑动块可在主轴上滑动，带动弓形弹簧片张合，使弓形弹簧片顶端的水平部分紧贴管道内壁；多个磁阻器件，作为传感器安装在每个弓形弹簧片顶端的水平部分，用于在远场区接收反映所处管道内外壁缺陷的远场涡流信号，并将其转换为电信号；数据处理模块，对每个磁阻器件输出电信号，以激励模块提供激励信号作为参考信号求相位差，得到反映管道周向内外壁缺陷的多组数据，完成管道内外壁缺陷检测。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：师奕兵，张伟，李焱骏，王志刚，肖丹，管斌，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：90
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