详情

原文传递金属管道剩余壁厚的检测方法及装置

专利名称：	金属管道剩余壁厚的检测方法及装置
摘要：	本发明公开了一种金属管道剩余壁厚的检测方法及装置，其中，该方法包括以下步骤：根据通过汉宁调制的正弦函数信号生成电磁超声的激励信号，并对回波信号整流以获取对称的信号包络；提取信号包络电路在回波信号的带通滤波的基础上通过全波精密整流，反馈到一个低通滤波器；通过比较电路获取时间差以计算燃气管道的剩余壁厚，并将剩余壁厚通过串口输出。该方法解决了传统电磁超声对完整波形进行A/D采集和处理带来的数据量大、单通道成本高的问题，实现了快速的管道剩余壁厚检测，保证可靠的测量精度，同时能输出和厚度成正比的模拟电压值，易于匹配传统的管道漏磁检测记录设备。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	清华大学
发明人：	韩赞东;叶至灵;孟繁悦
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910092873.2
公开号：	CN109765300A
代理机构：	北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	张润
分类号：	G01N29/07(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	100084 北京市海淀区清华园
主权项：	1.一种金属管道剩余壁厚的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：根据通过汉宁调制的正弦函数信号生成电磁超声的激励信号，并对回波信号整流以获取对称的信号包络；提取所述信号包络电路在所述回波信号的带通滤波的基础上通过全波精密整流，反馈到一个低通滤波器；通过比较电路获取时间差以计算燃气管道的剩余壁厚，并将所述剩余壁厚通过串口输出。 2.根据权利要求1所述的金属管道剩余壁厚检测方法，其特征在于，所述根据通过汉宁调制的正弦函数信号生成电磁超声的激励信号，并对所述回波信号整流以获取对称的信号包络，进一步包括：将所述汉宁窗调制的正弦函数信号通过匹配电路后，进入所述电磁超声换能器以在管壁表面激发产生超声波；采用同发同收的所述电磁超声换能器以将接收到的回波信号经过放大电路放大，从而提取信号包络。 3.根据权利要求1所述的金属管道剩余壁厚检测方法，其特征在于，所述比较电路包括：当所述回波信号达到预设阈值时记录时间，计算所述回波信号两次穿过预设阈值的平均时刻与原始回波的时间差，通过串口输出计算得到所述剩余壁厚；当所述回波信号超过所述预设阈值时触发脉冲，通过脉宽调制和低通滤波，将所述剩余壁厚转换成模拟电压信号。 4.根据权利要求3所述的金属管道剩余壁厚检测方法，其特征在于，所述比较电路还包括：当所述信号包络小于所述预设阈值时，所述比较电路输出零电平；当所述信号包络大于所述预设阈值时，所述比较电路输出高电平。 5.根据权利要求3所述的金属管道剩余壁厚检测方法，其特征在于，所述两次时间的平均值是所述回波信号的到达时间，进一步包括：其中，T1为所述回波信号的到达时间，t1为第一次到达预设阈值的时间，t2为第二次到达预设阈值的时间。 6.根据权利要求3所述的金属管道剩余壁厚检测方法，其特征在于，所述剩余壁厚的计算公式为：其中，d为所述剩余壁厚，T1为所述回波信号的到达时间，为所述回波信号到达峰值的延迟时间，v为所述燃气管道中声速。 7.一种金属管道剩余壁厚的检测装置，其特征在于，包括：生成模块，用于根据通过汉宁调制的正弦函数信号生成电磁超声的激励信号，并对回波信号整流以获取对称的信号包络；提取模块，用于提取所述信号包络电路在所述回波信号的带通滤波的基础上通过全波精密整流，反馈到一个低通滤波器；输出模块，用于通过比较电路获取时间差以计算燃气管道的剩余壁厚，并将所述剩余壁厚通过串口输出。 8.根据权利要求7所述的金属管道剩余壁厚检测装置，其特征在于，所述生成模块进一步包括：生成单元，用于将所述汉宁窗调制的正弦函数信号通过匹配电路后，进入所述电磁超声换能器以在管壁表面激发产生超声波；放大单元，用于采用同发同收的所述电磁超声换能器以将接收到的回波信号经过放大电路放大，从而提取信号包络。 9.根据权利要求7所述的金属管道剩余壁厚检测装置，其特征在于，所述比较电路包括：当所述回波信号达到预设阈值时记录时间，计算所述回波信号两次穿过预设阈值的平均时刻与原始回波的时间差，通过串口输出计算得到所述剩余壁厚；当所述回波信号超过所述预设阈值时触发脉冲，通过脉宽调制和低通滤波，将所述剩余壁厚转换成模拟电压信号。 10.根据权利要求7所述的金属管道剩余壁厚检测装置，其特征在于，所述比较电路还包括：当所述信号包络小于所述预设阈值时，所述比较电路输出零电平；当所述信号包络大于所述预设阈值时，所述比较电路输出高电平。
所属类别：	发明专利