CN107505385A - 一种瞬变电磁传感器及检测传感装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种瞬变电磁传感器及检测传感装置，涉及无损检测传感设备技术领域，瞬变电磁传感器包括磁轭、感应线圈和励磁线圈，其中，感应线圈和励磁线圈平行且同轴。励磁线圈缠绕于磁轭的上部，感应线圈缠绕于磁轭的下部，且绕线方向一致，形成双层复合结构。励磁线圈的线圈直径不大于感应线圈的线圈直径。励磁线圈的端头接入外部的励磁脉冲信号，感应线圈的端头向外部输出感应脉冲信号。该技术方案缓解了现有技术存在的检测范围小、检测精度差的技术问题，实现了化工集输管道的缺陷探测，优化了传感器的结构，增加了传感器的探测范围，提高了传感器的探测精度。

Description

一种瞬变电磁传感器及检测传感装置

技术领域

本发明涉及无损检测传感设备技术领域，尤其是涉及一种瞬变电磁传感器及检测传感装置。

背景技术

基础化工和石油炼化装置运行过程中，对重点高腐蚀风险的管线壁厚减薄状态进行监测非常必要，目前，基于瞬变电磁原理的检测装置作为管线腐蚀缺陷扫查的重要仪器设备，具有测量精度高、成本低、适用性广、操作简单的特点。瞬变电磁检测传感器的结构组成形式有多种多样，其发射端通常采用不同的线径，不同线径的发射端用来适应不同的壁厚、管径，其在结构上呈现长圆柱形、扁圆柱形、正方形、椭圆形等多种形状。其接收端的结构分别呈现对称双排列、品字形或者田字形，以确保能够接收足够多的反馈电磁信号，以保证测量数据的准确性。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的瞬变电磁检测传感器的检测范围过于狭窄，操作人员需要多次操作完成扫查，使得检测流程复杂，导致误差引入的概率增加，且现有的瞬变电磁检测传感器由于设备与其结构以及线径等关系的匹配性差，导致设备整体的检测精度差，适合检测到具有明显缺陷的管道，难以对集输管道腐蚀程度进行检测，对实际的生产来说，难以实现防微杜渐的效果，因此，现有技术存在探测范围小、探测精度差的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种瞬变电磁传感器及检测传感装置，以缓解现有技术存在的探测范围小、探测精度差的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种瞬变电磁传感器，包括：磁轭、感应线圈和励磁线圈，感应线圈和励磁线圈平行且同轴；

励磁线圈缠绕于磁轭的上部，感应线圈缠绕于磁轭的下部，且绕线方向一致，形成双层复合结构；

励磁线圈的线圈直径不大于感应线圈的线圈直径；

励磁线圈的端头接入外部的励磁脉冲信号；

感应线圈的端头向外部输出感应脉冲信号。

本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，感应线圈和励磁线圈的导线直径范围均为：0.1mm~7.0mm。

本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，感应线圈和励磁线圈的线圈直径范围均为：5mm~200mm。

本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，感应线圈和励磁线圈的绕线匝数范围为：1~2000。

本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，感应线圈和励磁线圈均为铜线。

第二方面，本发明实施例提供了一种瞬变电磁检测传感装置，包括：安装架、位移传感器、通讯器、打点标记器和上述瞬变电磁传感器；

安装架上装配有一个或多个瞬变电磁传感器，瞬变电磁传感器呈圆弧状分布在安装架的内侧面，且与所述打点标记器相连接，位移传感器和打点标记器设置在安装架的内侧面，分别与瞬变电磁传感器、位移传感器、打点标记器相连接的通讯器设置于安装架的外侧面；

瞬变电磁传感器接入外部的励磁脉冲信号，输出感应脉冲信号；

位移传感器根据移动轨迹生成位移数据；

通讯器发送感应脉冲信号和位移数据；

打点标记器根据感应脉冲信号启动打点标记。

本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，安装架的外侧面还设置有手柄。

本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例所提供的瞬变电磁传感器及检测传感装置，其中，瞬变电磁传感器包括：磁轭、感应线圈和励磁线圈，其中，感应线圈和励磁线圈平行且同轴。励磁线圈缠绕于磁轭的上部，感应线圈缠绕于磁轭的下部，且绕线方向一致，形成双层复合结构。励磁线圈的线圈直径不大于感应线圈的线圈直径。励磁线圈的端头接入外部的励磁脉冲信号，感应线圈的端头向外部输出感应脉冲信号。该技术方案通过采用感应线圈与励磁线圈形成的双层复合式结构，实现了化工集输管道的缺陷探测，优化了传感器的结构，增加了传感器的探测范围，提高了传感器的探测精度，进而实现了探测流程的简化，降低了探测的操作难度，从而缓解了现有技术存在的检测范围小、检测精度差的技术问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种瞬变电磁传感器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种瞬变电磁检测传感装置的结构示意图。

图标：

100-瞬变电磁传感器；110-磁轭；120-感应线圈；130-励磁线圈；200-安装架；300-位移传感器；400-通讯器；500-打点标记器；600-手柄。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，现有的瞬变电磁检测传感器的检测范围过于狭窄，操作人员需要多次操作完成扫查，使得检测流程复杂，导致误差引入的概率增加，且现有的瞬变电磁检测传感器由于设备与其结构以及线径等关系的匹配性差，导致设备整体的检测精度差，适合检测到具有明显缺陷的管道，难以对集输管道腐蚀程度进行检测，基于此，本发明实施例提供的一种瞬变电磁传感器及检测传感装置，可以增加传感器的探测范围，提高传感器的探测精度，进而实现探测流程的简化。

实施例一：

参见图1，本发明实施例所提供的一种瞬变电磁传感器的结构示意图。本发明实施例提供的瞬变电磁传感器100，包括：磁轭110、感应线圈120和励磁线圈130，感应线圈120和励磁线圈130平行且同轴。

磁轭110分别与感应线圈120和励磁线圈130共轴，励磁线圈130缠绕于磁轭110的上部，感应线圈120缠绕于磁轭110的下部，且感应线圈120和励磁线圈130的绕线方向一致，感应线圈120和励磁线圈130形成双层复合结构，且励磁线圈130的线圈直径不大于感应线圈120的线圈直径。该技术方案采用双层复合结构的励磁线圈与感应线圈实现了励磁脉冲信号的集中发出和感应脉冲信号的大范围接收，实现了管道缺陷扫查的壁厚范围增加至20mm，缺陷腐蚀的检测准确率达90%以上，且对于不同直径和壁厚的集输管道，可调节双层复合式线圈的参数，优化其结构，以提高其探测精度、增加其探测范围，进而减少多次测量的误差引入，同时简化其探测流程，降低其操作难度，提高探测效率。

励磁线圈130的端头接入外部的励磁脉冲信号。励磁线圈的端头与外部的电流源相连接，接收电流源发出的电源激励，励磁线圈以一定频率发出励磁脉冲信号，该信号瞬间穿透管道壁，经过管道壁的反馈信号根据管道壁厚度的不同而产生差异，具体的，感应线圈120的端头向外部输出感应脉冲信号。感应脉冲信号为励磁脉冲信号经过管道壁的反馈信号，传感器的感应线圈作为反馈信号的接收端应与管道壁贴近，以保证信号接收的覆盖面积及接收信号的强度。

本发明实施例提供的瞬变电磁传感器中，感应线圈和励磁线圈的导线直径范围均为：0.1mm~7.0mm。优选的，感应线圈和励磁线圈的导线直径可以是0.15mm、0.20mm、0.55mm或0.9mm。

本发明实施例提供的瞬变电磁传感器中，感应线圈和励磁线圈的线圈直径范围均为：5mm~200mm。优选的，感应线圈的线圈直径可以是25mm、30mm、40mm、50mm。励磁线圈的线圈直径可以是20mm，25mm、30mm、35mm、40mm、45mm，且励磁线圈的线圈直径不大于感应线圈的线圈直径。

本发明实施例提供的瞬变电磁传感器中，感应线圈和励磁线圈的绕线匝数范围为：1~2000。

本发明实施例提供的瞬变电磁传感器中，感应线圈和励磁线圈均为铜线，铜线作为传感器线圈具有导电能力强的优点，进一步的，本实施例在实施中，上述感应线圈和励磁线圈可以有多种选择方式，如：铝导线、铜合金导线或铝合金导线。

本发明实施例所提供的瞬变电磁传感器，包括：磁轭、感应线圈和励磁线圈，其中，感应线圈和励磁线圈平行且同轴。励磁线圈缠绕于磁轭的上部，感应线圈缠绕于磁轭的下部，且绕线方向一致，形成双层复合结构。励磁线圈的线圈直径不大于感应线圈的线圈直径。励磁线圈的端头接入外部的励磁脉冲信号，感应线圈的端头向外部输出感应脉冲信号。该技术方案通过采用感应线圈与励磁线圈形成的双层复合式结构，实现了化工集输管道的缺陷探测，优化了传感器的结构，增加了传感器的探测范围，提高了传感器的探测精度，进而实现了探测流程的简化，降低了探测的操作难度，从而缓解了现有技术存在的检测范围小、检测精度差的技术问题。

实施例二：

参见图2，本发明实施例提供的一种瞬变电磁检测传感装置的结构示意图。本发明实施例提供的瞬变电磁检测传感装置，包括：安装架200、位移传感器300、通讯器400、打点标记器500和上述瞬变电磁传感器100。

本发明实施例提供的瞬变电磁传感器100，与上述实施例提供的瞬变电磁传感器100具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

具体的，安装架200上装配有一个或多个瞬变电磁传感器100，瞬变电磁传感器100、位移传感器300和打点标记器500的数目可以根据管道的范围直径进行扩展，根据使用需要选择1到20个瞬变电磁传感器。瞬变电磁传感器呈圆弧状分布在安装架的内侧面，且与所述打点标记器相连接，位移传感器300和打点标记器500设置在安装架200的内侧面，分别与瞬变电磁传感器100、位移传感器300、打点标记器500相连接的通讯器400设置于安装架200的外侧面。

瞬变电磁传感器100接入外部的励磁脉冲信号，输出感应脉冲信号。将瞬变电磁传感器置于标准试块的外侧对其进行壁厚检测，记录该标准试块的感应脉冲信号作为基准，标准试块具有多个标准尺寸。对于存在管道腐蚀或者缺陷损伤的情况，反馈得到的感应脉冲信号与标准试块的感应脉冲信号之间存在差异，且差异程度与腐蚀损伤程度成正相关，体现了管道的腐蚀缺陷状况。该技术方案利用电磁原理实现了对管道性能参数的测量，无需拆卸管道外部的保温层，减少了大量的人力物力的消耗，且避免拆卸操作带来的安全隐患。

位移传感器300根据移动轨迹生成位移数据。具体的，检测人员手持瞬变电磁检测传感装置沿管道轴向进行移动，位移传感器300记录瞬变电磁检测传感装置的移动轨迹，计算得到移动路径和坐标，生成相对应的位移数据。

通讯器400发送感应脉冲信号和位移数据。具体的，通讯器与外部的瞬变电磁主机相连接，通讯器将感应脉冲信号和位移数据发送至瞬变电磁主机，通讯器还发送感应脉冲信号至打点标记器，由于励磁脉冲信号与感应脉冲信号经过管道壁后产生了差异，需要对壁厚数据存在差异的位置进行标记，以便后续进行针对腐蚀缺陷的精确分析。打点标记器根据感应脉冲信号启动打点标记，打点标记器接收通讯器发送的感应脉冲信号，并根据通讯器发送的感应脉冲信号完成相对差异计算，将差异计算得到的值超过阈值的相对应位置进行打点标记。

进一步的，本发明实施例提供的瞬变电磁检测传感装置中，安装架的外侧面还设置有手柄600。检测人员手持该手柄，将瞬变电磁检测传感装置沿管道轴向平移，实时检测管道的腐蚀状况。

本发明实施例所提供的瞬变电磁检测传感装置，包括：安装架、位移传感器、通讯器、打点标记器和瞬变电磁传感器。其中，瞬变电磁传感器包括磁轭、感应线圈和励磁线圈，感应线圈和励磁线圈平行且同轴。励磁线圈缠绕于磁轭的上部，感应线圈缠绕于磁轭的下部，且绕线方向一致，形成双层复合结构。励磁线圈的线圈直径不大于感应线圈的线圈直径。励磁线圈的端头接入外部的励磁脉冲信号，感应线圈的端头向外部输出感应脉冲信号。瞬变电磁传感器接入外部的励磁脉冲信号，输出感应脉冲信号。位移传感器根据移动轨迹生成位移数据，通讯器发送感应脉冲信号和位移数据，打点标记器根据感应脉冲信号启动打点标记。该技术方案中的瞬变电磁传感器通过采用感应线圈与励磁线圈形成的双层复合式结构，增加了传感器的探测范围，提高了传感器的探测精度，进而实现了探测流程的简化，降低了探测的操作难度，同时，位移传感器、打点标记器与瞬变电磁传感器的配合实现了化工集输管道的腐蚀缺陷扫查及标记，缓解了现有的瞬变电磁检测传感装置存在的检测范围小、检测精度差的技术问题。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种瞬变电磁传感器，包括：磁轭、感应线圈和励磁线圈，其特征在于，所述感应线圈和所述励磁线圈平行且同轴；

所述励磁线圈缠绕于所述磁轭的上部，所述感应线圈缠绕于所述磁轭的下部，且绕线方向一致，形成双层复合结构；

所述励磁线圈的线圈直径不大于所述感应线圈的线圈直径；

所述励磁线圈的端头接入外部的励磁脉冲信号；

所述感应线圈的端头向外部输出感应脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的瞬变电磁传感器，其特征在于，所述感应线圈和所述励磁线圈的导线直径范围均为：0.1mm~7.0mm。

3.根据权利要求1所述的瞬变电磁传感器，其特征在于，所述感应线圈和所述励磁线圈的线圈直径范围均为：5mm~200mm。

4.根据权利要求1所述的瞬变电磁传感器，其特征在于，所述感应线圈和所述励磁线圈的绕线匝数范围为：1~2000。

5.根据权利要求1所述的瞬变电磁传感器，其特征在于，所述感应线圈和所述励磁线圈均为铜线。

6.一种瞬变电磁检测传感装置，其特征在于，包括：安装架、位移传感器、通讯器、打点标记器和如权利要求1至5中任一项所述的瞬变电磁传感器；

所述安装架上装配有一个或多个所述瞬变电磁传感器，所述瞬变电磁传感器呈圆弧状分布在安装架的内侧面，且与所述打点标记器相连接，所述位移传感器和所述打点标记器设置在所述安装架的内侧面，分别与所述瞬变电磁传感器、位移传感器、打点标记器相连接的所述通讯器设置于所述安装架的外侧面；

所述瞬变电磁传感器接入外部的励磁脉冲信号，输出感应脉冲信号；

所述位移传感器根据移动轨迹生成所述位移数据；

所述通讯器发送所述感应脉冲信号和所述位移数据；

所述打点标记器根据所述感应脉冲信号启动打点标记。

7.根据权利要求6所述的瞬变电磁检测传感装置，其特征在于，所述安装架的外侧面还设置有手柄。