详情

原文传递基于集磁面扫描的金属管道缺陷定位检测装置及方法

专利名称：	基于集磁面扫描的金属管道缺陷定位检测装置及方法
摘要：	本发明公开了基于集磁面扫描的金属管道缺陷定位检测装置及方法，属于管道无损检测技术领域，装置包括：永磁体、光纤磁敏感探头阵列、信号连接光缆、光纤耦合模块、传感光源模块、光电转换模块、三维空间定位模块和信号处理模块。方法包括：以集磁面扫描待测金属管道，测量返回光光功率的大小，若返回光光功率的大小发生变化，则待测金属管道存在缺陷，否则，待测金属管道不存在缺陷。本发明具有安全性高、应用范围宽、灵敏度高、空间分辨率高的特点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	四川莱威盛世科技有限公司
发明人：	张一川;江海鹏;李白
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-04T00:00:00+0800
申请号：	CN201910133265.1
公开号：	CN109839433A
代理机构：	成都华风专利事务所(普通合伙)
代理人：	张巨箭
分类号：	G01N27/82(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	610095 四川省成都市高新区天府三街1168号附201号2楼
主权项：	1.基于集磁面扫描的金属管道缺陷定位检测装置，其特征在于：所述装置包括：永磁体(2)、光纤磁敏感探头阵列(3)、信号连接光缆(5)、传感光源模块(7)和光电转换模块(8)；传感光源模块(7)输出的光源经信号连接光缆(5)传输到光纤磁敏感探头阵列(3)，光纤磁敏感探头阵列(3)输出返回光经信号连接光缆(5)传输到光电转换模块(8)；所述永磁体(2)包括至少一个第一永磁体(21)和第二永磁体(22)，两个永磁体(2)以同极性相对放置，通过磁铁强度和距离的调整形成集磁面；所述光纤敏感探头阵列(3)设于两个永磁体(2)之间，位于集磁面上。所述光纤磁敏感探头阵列(3)包括至少两个光纤磁敏感探头，呈一定的周向空间排列；光纤磁敏感探头包括光纤准直器(31)、起偏器(32)、磁光晶体(33)、检偏器(34)、反射镜(35)，所述光纤准直器(31)一端连接信号连接光缆(4)，另一端经起偏器(32)与磁光晶体(33)一端粘接，磁光晶体(33)另一端通过检偏器(34)与反射镜(35)粘接构成光传输回路。 2.根据权利要求1所述的基于集磁面扫描的金属管道缺陷定位检测装置，其特征在于：所述装置还包括同轴封装固定梁(1)，所述第一永磁体(21)和第二永磁体(22)贯穿于所述同轴封装固定梁(1)。 3.根据权利要求1所述的基于集磁面扫描的金属管道缺陷定位检测装置，其特征在于：所述装置还包括光纤耦合模块(6)，光纤耦合模块(6)包括至少一个光纤耦合器。 4.根据权利要求1所述的基于集磁面扫描的金属管道缺陷定位检测装置，其特征在于：所述装置还包括三维空间定位模块(9)，三维空间定位模块(9)包括陀螺仪、加速度传感器。 5.根据权利要求1所述的基于集磁面扫描的金属管道缺陷定位检测装置，其特征在于：所述装置还包括信号处理模块(10)，信号处理模块(10)包括信号放大电路、多通道A/D数据模块、嵌入式计算机、存储模块。 6.根据权利要求1所述的基于集磁面扫描的金属管道缺陷定位检测装置，其特征在于：所述光电转换模块(8)包括至少一个高灵敏度光电探测器，能够对微弱磁场变化进行探测。 7.根据权利要求6所述的基于集磁面扫描的金属管道缺陷定位检测装置，其特征在于：所述传感光源模块(7)输出端与光纤耦合模块(6)的端口a连接，光纤耦合模块(6)的端口b经信号连接光缆(5)、三维空间定位模块(9)与光纤磁敏感探头阵列(3)连接，光纤耦合模块(6)的端口c与光电转换模块(8)一端连接，光电转换模块(8)另一端与信号处理模块(10)连接。 8.采用权利要求1-7任意一项所述的装置的检测方法，其特征在于：方法包括光数据收集步骤、缺陷检测步骤；所述光数据收集步骤包括以下步骤：永磁体(2)包括的至少一个第一永磁体(21)和第二永磁体(22)以同极性相对放置形成集磁面，以集磁面扫描待测金属管道(4)；位于第一永磁体(21)和第二永磁体(22)之间的光纤磁敏感探头阵列(3)接收输入光，输入光经光纤准直器(31)、起偏器(32)、磁光晶体(33)、检偏器和反射镜后输出返回光；所述缺陷检测步骤包括以下步骤：测量返回光光功率的大小，若返回光光功率的大小发生变化，则待测金属管道(4)存在缺陷，否则，待测金属管道(4)不存在缺陷。 9.根据权利要求8所述的基于集磁面扫描的金属管道缺陷定位检测方法，其特征在于：所述测量返回光光功率的大小的具体步骤包括：返回光通过信号连接光缆(5)传输到光电转换模块(8)，光电转换模块(8)测量返回的光光功率的大小。 10.根据权利要求9所述的基于集磁面扫描的金属管道缺陷定位检测方法，其特征在于：所述光纤磁敏感探头阵列(3)包括至少两个光纤磁敏感探头，所述方法还包括缺陷定位步骤，所述缺陷定位步骤具体包括以下子步骤：同轴封装一体的永磁铁(2)、光纤磁敏感头阵列(3)和三维空间定位模块(9)在油气输运管道中移动，实现油气输运管道的全方位扫描；随着沿油气输运管道长度方向的扫描，光纤磁敏感头阵列(3)的每一个光纤磁敏感头均输出一条特性曲线，若曲线出现强烈的信号峰，则待测金属管道(4)存在缺陷，若曲线是平缓则表示管道无缺陷，待测金属管道(4)不存在缺陷。整个光纤磁敏感头阵列(3)的输出形成二维图像；信号处理模块(10)经同轴封装一体的永磁铁(2)、光纤磁敏感头阵列(3)和三维空间定位模块(9)的扫描速度、强度信息获得光纤磁敏感头阵列(3)输出的二维图像中的某条特性曲线所体现的缺陷对应的三维空间方位及深度信息。
所属类别：	发明专利