[发明专利]管道用脉冲涡流探头

说明书

技术领域

本发明属于电磁无损检测装置，特别涉及一种用于管道壁厚减薄的检测装置。

背景技术

管道广泛应用于石化、电力等行业，由腐蚀或侵蚀引起的壁厚减薄对其可靠性和安全性构成了严重威胁，需定期检测，并根据检测所得的壁厚减薄量来采取相应的措施，以保证管道安全和可靠地运行。脉冲涡流检测技术以其速度快、安全性好、成本低等优点近年来成为检测管道壁厚减薄的首选技术之一。

脉冲涡流检测技术将方波电流加载到激励线圈上，产生的一次磁场作用于试件的被测区域，当电流发生跃变时，一次磁场也随之跃变，根据电磁感应定律，被测区域中将感应出瞬变涡流，其衰减速度与被测区域的壁厚有关，由于直接检测试件中的涡流难度很大，一般通过检测由涡流产生的二次磁场来计算被测区域的壁厚，从而实现对试件壁厚减薄的定量检测。将激励线圈和用于检测二次磁场的元件封装在一起，便形成了脉冲涡流探头。

现有脉冲涡流探头的典型结构如图3所示，主要由激励线圈12和接收线圈10组成，其中激励线圈12用于产生一次磁场，接收线圈10将二次磁场的变化率转化为电压信号，对该信号进行分析，就能得到被测区域的壁厚。探头因激励线圈12和接收线圈10的参数不同，其能检测的壁厚范围也各不相同。检测时，需根据试件的壁厚范围选取合适的探头放置在被测区域上，然后在激励线圈12中加载方波电流，通过分析接收线圈10上的电压信号得到被测区域的壁厚。这种探头适合检测平板试件，但不适用于对管道8壁厚的检测。因为管道8外壁为圆柱面，相比平板试件在检测过程中探头易产生摇晃，由此产生的干扰信号不容忽视。当激励线圈12和接收线圈10相对于管道8偏心，即探头相对于管道8偏心时，由于被测区域中感应涡流的分布发生了改变，信号也会随之发生改变。此外，激励线圈12、接收线圈10和管道8外壁之间的距离的变化，即探头提离的变化，也会对信号产生影响。图4为用现有脉冲涡流探头对管道8同一区域检测三次得到的信号波形，从图4可知，由于受到偏心和摇晃的影响，三次检测的信号之间波动很大。

中国专利ZL200910061369.2公开了一种对具有导磁材料保护层的构件腐蚀检测方法及装置，提高了对带导磁材料保护层的构件腐蚀检测灵敏度，但该方法及装置无法避免检测管道时的信号波动。中国专利ZL200810047686.4公布了一种方法，主要是从信号处理角度提高信号信噪比，然而，该方法无法克服因探头摇晃和相对于管道偏心而引起的信号波动。

发明内容

针对现有脉冲涡流探头的缺点，本发明提供了一种管道用脉冲涡流探头，目的在于克服偏心和摇晃引起的信号波动。

实现本发明目的的技术方案具体如下：

一种管道用脉冲涡流探头，包括：

底座，其呈上端开口下端封闭的筒体，其开口端上设置有端盖，该底座同轴设置在一呈筒形的外壳的底部；

导向柱，其设置在端盖上，该导向柱上套接有弹簧，该弹簧一端抵接在端盖上，另一端与外壳上端内壁面抵接，使所述底座抵在外壳底部；

激励线圈和接收线圈，其内外相套同轴地设置在底座内的底部，且该接收线圈的内径大于激励线圈的外径；

检测时，所述外壳底部置于所述管道外壁上，使所述底座与管道外壁接触，通过所述激励线圈产生跃变的一次磁场，使被测区域感应瞬变涡流从而产生二次磁场，并通过所述接收线圈接收，根据该接收的信号即可测得被测区域的壁厚。

作为进一步优选地，所述外壳底部端面向内凹陷，形成倒置的V型面，用于与待测管道的外壁相切接触，以使得所述外壳和管道卡接并自动对心。

作为进一步优选地，所述导向柱与所述端盖可拆卸连接。

作为进一步优选地，所述外壳上设置有航插插头，所述端盖上开有穿线孔，通过该航插插头和穿线孔，实现激励线圈、接收线圈与外部的电连接。

作为进一步优选地，所述外壳上部装有把手。

作为进一步优选地，所述底座、端盖以及导向柱与外壳之间采用间隙配合，在弹簧的作用下，其可在外壳内部轴向移动，以适应不同管径的管道。

作为进一步优选地，底座筒体外壁开设有限位槽，多个限位螺钉穿过外壳壁面后伸入限位槽中，用于限定底座等的位置，防止底座、端盖和导向柱在外壳内轴向移动时从外壳中脱落。

作为进一步优选地，所述激励线圈和接收线圈均绕制为环形，采用导电不导磁的材料制成。

作为进一步优选地，所述把手、外壳、底座、端盖及导向柱均用绝缘材料制成。