[发明专利]一种差分涡流谐振检测传感器及系统

说明书

本发明公开了一种差分涡流谐振检测传感器及系统，属于无损检测技术领域，包括耦合设置的激励线圈和接收线圈，通过在接收线圈并联第一谐振电容，激励线圈并联第二谐振电容，分别使激励回路和检测回路达到谐振状态，并增强了激励线圈与接收线圈的互感，增强了在检测到缺陷时的线圈电压，进而检测出被测试件的相关缺陷信息并提高缺陷检测能力。进一步地，通过在激励线圈和接收线圈并联谐振电容，改变了激励线圈和检测线圈的耦合关系，增加了线圈间互感，降低了最佳激励频率，增加了涡流的趋肤深度，提高了对深层缺陷的检测能力。

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种差分涡流谐振检测传感器及系统。

背景技术

管道运输被认为是最安全经济传输方式之一。然而如同所有的工程设备都会存在安全问题，在管道的使用中，裂纹缺陷往往会随时间出现。过去数十年，全球因管道故障引发了大量安全事故，为避免这一问题，世界各国都投入了大量的人力财力对管道运行状态进行实时检测，以及时发现管道缺陷。当前，管道内检测方法广泛应用于管道完整性评价，成为保障油气管道安全运输的重要预控手段，对排除管道风险因素具有重大意义。管道内检测方法凭借较好的缺陷定性及定量分析能力，能有效评价管道运行状态，间接降低管道爆炸事故的发生率。

此外，现有管道无损检测手段如漏磁法、超声检测、交变电磁场、涡流检测等均存在不足之处：漏磁检测对于非铁磁性管道的检测效果不好，仪器重量比较大，检测效率较低；超声检测则需要耦合剂，检测速度极慢，检测时间长，有一定的近场盲区，易造成漏检；交变电磁场检测技术对提离效应的检测效果不好，并且磁轭在管道中不容易放置；现有涡流检测无法有效将缺陷信息从检测信号中分离出来，缺陷检测性能有待提升。

发明内容

本发明的目的在于克服现有涡流检测无法有效将缺陷信息从检测信号中分离出来，缺陷检测性能有待提升的问题，提供一种差分涡流谐振检测传感器及系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种差分涡流谐振检测传感器，其包括耦合设置的激励线圈和接收线圈，激励线圈、接收线圈由铜线绕制而成，接收线圈并联有第一谐振电容。

在一示例中，所述接收线圈包括多层串联连接的接收子线圈。

在一示例中，所述接收子线圈为PCB矩形线圈。

在一示例中，所述激励线圈并联有第二谐振电容。

在一示例中，所述激励线圈为差分线圈。

在一示例中，所述激励线圈为PCB差分线圈。

在一示例中，所述激励线圈为PCB矩形差分线圈。

在一示例中，所述第一谐振电容和/或第二谐振电容为可调电容。

在一示例中，所述激励线圈与接收线圈同轴耦合设置。

需要进一步说明的是，上述各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。

本发明还包括一种差分涡流谐振检测系统，所述系统包括上述任一示例或多个示例组成形成的所述检测传感器，还包括信号发生器和后端数据处理单元，信号发生器、检测传感器和后端数据处理单元顺次连接。

与现有技术相比，本发明有益效果是：

1.在一示例中，通过在接收线圈并联第一谐振电容，使接收线圈与第一谐振电容达到谐振状态，增加了检测到缺陷时的信号电压，能够更好反映微小变化信息，以此将缺陷准确从检测信号中分离出来，提高了缺陷检测性能。

2.在一示例中，多层串联连接的接收子线圈，不仅能够提高检测灵敏度，同时降低最佳检测频率，还能有效降低对激励信号的要求。同时，采用多个接收子线圈创建的线圈阵列，能够减少检测时间。