[发明专利]一种基于电磁超声的高温管线伤损在线监测系统

说明书

本发明属于无损检测技术领域，更具体的说是一种基于电磁超声的高温管线伤损在线监测系统，包括计算机、无线通讯电路、控制电路、功率放大电路、电磁超声换能器、信号调理电路、采集电路、服务器、终端、热电转换电路、稳压电路和电源管理电路，所述电磁超声换能器安装在高温被测管道上，所述热电转换电路设置在高温被测管道的外表面或高温被测管道附近；一种基于电磁超声的高温管线伤损在线监测系统，能够快速扫查较长距离的管道中缺陷的分布情况，可将换能器及硬件电路系统长期安装在管道上；通过热电转换电路将管道自身的热量转化为电能，工作时为系统供电；可积累大量的数据，通过对数据的综合分析，提高系统灵敏度和结果的可靠性。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，具体的说是一种高温管线检测系统，更具体的说是一种基于电磁超声的高温管线伤损在线监测系统。

背景技术

近年来我国的天然气、石油等能源工业发展迅速，管道运输扮演着越来越重要的角色。其可实现高效运输、损耗低、成本低且不受气候等因素制约。但由于工作环境恶劣、内容物腐蚀性强，使得管道出现裂纹、腐蚀等缺陷。若无法及时发现这些安全隐患并采取相应的维护措施，可能引发管道泄漏、爆炸，造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此，定期对管道健康状况进行无损检测，保证管道的安全运行，对提高经济效益和保障工人安全具有十分重要的意义。

在众多无损检测技术中，非接触式的电磁超声换能器利用电磁感应的原理，能直接在金属材料表面激发超声波，无需耦合的特点，适用于高温、表面粗糙的试件检测；接触式的电磁超声换能器使用磁致伸缩系数较大的材料作为波源，产生超声波，结构简单、换能效率高，适用于大型工业结构的快速扫查和在线监测。现阶段，超声无损检测技术已经在石油化工、高铁钢轨、航空航天等诸多领域广泛应用。然而，对于埋地、高温、架空等施工较为困难的情况，不仅极大的消耗了人力，且对检测工人的安全造成威胁。另一方面，现采用的定期抽检、巡检方式不仅检测频率较低，且难以保证每次检测条件的一致性，导致难以对多次检测数据进行综合分析，限制了超声检测技术灵敏度和检测数据可靠性的进一步提升。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于电磁超声的高温管线伤损在线监测系统，能够快速扫查较长距离的管道中缺陷的分布情况，可将电磁超声换能器及硬件电路系统长期安装在管道上；通过热电转换电路将管道自身的热量转化为电能，工作时为系统供电；可积累大量的数据，通过对数据的综合分析，提高系统灵敏度和结果的可靠性。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种基于电磁超声的高温管线伤损在线监测系统，包括计算机、无线通讯电路、控制电路、功率放大电路、电磁超声换能器、信号调理电路、采集电路、服务器、终端、热电转换电路、稳压电路和电源管理电路，所述电磁超声换能器安装在高温被测管道上，所述热电转换电路设置在高温被测管道的外表面或高温被测管道附近，所述热电转换电路的电源输出端连接稳压电路，所述稳压电路的输出端连接电源管理电路，所述电源管理电路的输出端连接无线通讯电路和控制电路的电源输入端，所述计算机的信号输出端连接无线通讯电路，所述无线通讯电路连接控制电路，所述无线通讯电路的信号输出端连接服务器，所述服务器通过无线网络连接终端，所述控制电路的输出端连接功率放大电路，所述功率放大电路的输出端连接电磁超声换能器，所述电磁超声换能器的输出端连接信号调理电路，所述信号调理电路的输出端连接采集电路的信号输入端，所述采集电路的信号输出端连接控制电路。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种基于电磁超声的高温管线伤损在线监测系统，所述电磁超声换能器为电磁超声体波测厚换能器，所述电磁超声换能器包括电磁线圈Ⅰ、永磁铁Ⅰ和壳体Ⅰ，所述电磁线圈Ⅰ为两个重叠放置的线圈，电磁线圈Ⅰ与高温被测管道的金属管壁的表面间距不超过4mm；所述电磁线圈Ⅰ的一个线圈一端连接功率放大电路的输出端，另一端电性接地；所述电磁线圈Ⅰ的另一个线圈一端连接信号调理电路的输入端，另一端电性接地，所述永磁铁Ⅰ位于电磁线圈Ⅰ的外侧，所述永磁铁Ⅰ的磁极分布方向垂直于电磁线圈Ⅰ的表面，所述电磁线圈Ⅰ和永磁铁Ⅰ均设置在壳体Ⅰ内，所述电磁线圈Ⅰ和永磁铁Ⅰ通过环氧树脂灌封于壳体Ⅰ的内部。