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原文传递一种多通道脉冲涡流在线监测系统与监测方法

专利名称：	一种多通道脉冲涡流在线监测系统与监测方法
摘要：	本发明涉及一种多通道脉冲涡流在线监测系统，包括：用于监测装置参数设定及监测数据处理和显示的PC机，用于脉冲涡流发生和管道缺陷数据采集的脉冲涡流监测装置，PC机与脉冲涡流监测装置无线连接。PC机包括参数设置模块、分屏显示模块、图像合成模块，脉冲涡流监测装置包括：通过导线依次电连接的脉冲涡流发生模块、功率放大模块、高速转换开关、阵列探头、信号放大模块、信号调理模块、数据采集模块。一种多通道脉冲涡流在线监测方法，利用脉冲涡流信号实现管道的缺陷检测。本发明实现了实时监测、在过程中发现质量或安全问题并及时整改，避免因重大质量、安全事故而造成的人身伤亡及财产损失；操作简单、实施方便，测试结果准确度高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	中国石油大学(华东)
发明人：	张大磊;李同跃;许红明;杨留洋;白舒宇;金有海
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-13T00:00:00+0800
申请号：	CN201910529563.2
公开号：	CN110231397A
代理机构：	济南舜源专利事务所有限公司
代理人：	苗峻;孟繁修
分类号：	G01N27/90(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	266000 山东省青岛市黄岛区长江西路66号
主权项：	1.一种多通道脉冲涡流在线监测系统，其特征在于，包括：用于监测装置参数设定及监测数据处理和显示的PC机(1)，用于脉冲涡流发生和管道缺陷数据采集的脉冲涡流监测装置，PC机(1)与脉冲涡流监测装置无线连接。 2.根据权利要求1所述的一种多通道脉冲涡流在线监测系统，其特征在于，所述PC机(1)包括参数设置模块(2)、分屏显示模块(11)、图像合成模块(12)、数据处理模块，通过参数设置模块(2)设定采样频率、选择幅值档位、选择采集模式，通过分屏显示模块(11)可显示单一探头传回的检测信号，图像合成模块(12)可接收通过红外成像装置进行管道扫描后所形成的管道的整体三维图像、检测出管道的缺陷、并以不同颜色的进行显示，数据处理模块用于将脉冲涡流监测装置的检测数据转换成电压变化图、管道壁厚图、以及TXT原始文件进行存储。 3.根据权利要求2所述的一种多通道脉冲涡流在线监测系统，其特征在于，所述的脉冲涡流监测装置包括：通过导线依次电连接的脉冲涡流发生模块(3)、功率放大模块(4)、高速转换开关(5)、阵列探头(6)、信号放大模块(8)、信号调理模块(9)、数据采集模块(10)。 4.根据权利要求3所述的一种多通道脉冲涡流在线监测系统，其特征在于，所述的阵列探头(6)包括至少六个脉冲涡流单一探头(20)、和至少四个用于扫描成像的红外成像装置(7)。 5.根据权利要求4所述的一种多通道脉冲涡流在线监测系统，其特征在于，所述的脉冲涡流单一探头(20)由霍尔传感器(13)、激励线圈(14)、导线(15)、铁氧体磁芯(16)、工业纯铁(17)组成；工业纯铁(17)为整个单一探头的外壳，所述外壳内最外层为激励线圈(14)，所述激励线圈(14)缠绕在圆柱形铁氧体磁芯(16)上；所述霍尔传感器(13)放置在圆柱形铁氧体磁芯(16)内、接出两根导线(15)。 6.一种多通道脉冲涡流在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、进行管道监测时，首先测量管道外径尺寸，选择适合管道管径的阵列探头，将其固定在管道敏感部位；步骤2、通过PC机参数设置模块设定采样频率、选择幅值档位、选择采集模式；脉冲激励信号的频率为100Hz，占空比为50％；数据采集卡采样频率设置为100K，选择激励信号上升沿触发采集，每一探头一次采集10个数据，即采集10个周期的脉冲涡流信号；步骤3、监测系统安装启动后，通过红外成像装置对管道进行扫描，进行管道整体图像三维建模；步骤4、通过信号发生模块产生脉冲激励信号，信号通过功率放大模块加载在脉冲涡流阵列探头激励线圈的两端；阵列探头产生激励磁场，并由霍尔传感器使试件表面垂直方向磁场强度的大小转换为电压信号的大小；步骤5、信号放大模块实现对接收到的微弱信号进行放大；步骤6、数据采集模块实现AD转换，将模拟信号转化为PC机可以处理的数字信号传送给PC机进行处理；步骤7、脉冲涡流阵列探头首先在试件的无缺陷参考区域采集参考信号S，并对参考信号S进行滤波去噪处理；采集到的参考信号S进行存储；步骤8、当系统开始监测，每路探头实时检测到的缺陷信号Sr经滤波去噪处理后、与参考信号S相减，就得到了用于分析脉冲涡流磁场分布和缺陷特征值提取的差分信号△S＝Sr-S，差分信号中包含与缺陷相关的信息，此差分信号将在分屏显示模块的前面板实时显示；得到差分信号后，将提取每路信号的峰值，由y＝5.1979X2+6.3653X-0.7635；差分信号的峰值大小X；缺陷深度为y就可计算出缺陷深度的大小；步骤9、在对脉冲涡流差分信号的分析中，采用信号的峰值和峰值时间作为反映缺陷特征的两个重要参数；步骤10、利用PC机带有的LabVIEW软件提供的强度图表控件，以及提取的峰值大小对图表的颜色进行实时调节，标记到图像整合模块整合出的管道三维图像上；缺陷成像处理时，将阵列探头的6个单一探头看成6个像素点，根据探头所在的位置以及检测出的缺陷深度大小进行调色成像，并且不同颜色显示缺陷的不同缺失程度；步骤11、在进行管道某一点部位重点检测时，可通过高速转换开关的单独闭合控制阵列探头上的任意一个单一探头的关闭，实现对管道的任意部位重点监测。
所属类别：	发明专利