【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于油氣管道在線檢測，尤其涉及一種雙磁場下油氣管道復合型損傷實時檢測裝置。
技術介紹
1、由于油氣管道在缺陷處的應力承受能力遠低于其他區域，使得缺陷處存在應力的復合型損傷是影響油氣管道安全運行的重要因素。對于復合型損傷檢測，不僅需要檢測缺陷輪廓，還需對缺陷處應力大小進行評估。但由于油氣管道缺陷處應力及磁場分布復雜，難以通過單一管道內檢測技術實現對其應力與輪廓雙重檢測，導致對油氣管道復合型損傷有效精準檢測一直是管道內檢測領域的難點問題。漏磁檢測和磁記憶檢測是兩個非常行之有效的管道無損檢測技術。漏磁檢測技術以強磁場對管道進行激勵，其內檢測信號可以非常清楚的反應管道缺陷尺寸信息，但強磁場會將管道表面應力信號覆蓋。磁記憶檢測技術，利用地磁場對管道進行激勵，可有效檢測管道表面應力信息，但其內檢測信號微弱易受外界環境干擾。雙磁場檢測技術集合漏磁檢測和磁記憶檢測兩個管道無損檢測技術的優勢，對油氣管道進行強、弱兩組磁化，進而可以通過對更多管道磁化信息的多重分析判斷，更有利于實現對管道復合型損傷的有效、實時檢測預警。
技術實現思路
1、本專利技術針對上述問題與雙磁場檢測特性，利用pc機、控制系統等主控設備，對勵磁系統及密集分布在檢測管段上多組磁性傳感器的智能控制，進行強、弱的雙磁場下管道復合型損傷磁性檢測信號的生成和數字化采集。并基于漏磁檢測和磁記憶檢測原理，編寫系統的數字化計算分析程序，已實現管道復合型損傷在應力集中程度和缺陷輪廓上的雙重評估預警，以設計一種雙磁場下油氣管道復合型損傷實時
2、為實現上述目的，本專利技術裝置系統包括勵磁系統、防護外殼、檢測底板、多組磁性傳感器，其中勵磁系統用于對管道進行激勵；防護外殼用于保護內部電路結構和維持檢測器穩固；檢測底板由封裝材料和散熱器組成，用于多組磁性傳感器檢測探頭的固定；多組磁性傳感器用于油氣管道表面不同測試點的強磁和弱磁信號采集。系統的內部電路結構包括多組磁性傳感器、多組清波優化系統、多組紅外通信傳輸系統、信號激勵與數模轉換系統、護電單元、時間單元、信息保存單元、pc機、勵磁系統、控制系統。其結構要點多組磁性傳感器電路的輸出端口與多組清波優化系統的輸入端口對應相連，再與多組紅外通信傳輸系統的輸入端口對應相連；多組紅外通信傳輸系統的輸出端口與信號激勵與數模轉換系統的檢測信號輸入端口相連；信號激勵與數模轉換系統的檢測信號輸出端口與控制系統的檢測信號輸入端口相連；護電單元的信號輸入端口與控制系統的信號輸出端口相連；時間單元的信號輸入端口與控制系統的信號輸出端口相連；信息保存單元的信號輸入端口與控制系統的信號輸出端口相連；pc機的信號輸入與輸出端口與控制系統的信號輸出與輸入端口對應相連；勵磁系統的信號輸出端口與控制系統的信號輸入端口相連。
3、所述本專利技術系統含有系統核心主程序，其負責系統整體的計算分析、調用其他程序以及進行異常數據判斷；含有數據檢測獲取程序，其控制多組磁性傳感器、多組清波優化系統、多組紅外通信傳輸系統、信號激勵與數模轉化系統進行油氣管道表面強弱磁檢測信號的采集、優化、傳輸、信號激勵與數字化轉換；含有數據篩選處理程序，可以將所采集的數字強弱磁信號進行進一步數字化篩選處理，通過數字式運算消除干擾因素。系統軟件設置強磁檢測臨時存儲區defdata0、弱磁計算檢測臨時存儲區defdata1、強磁檢測數據存儲區defdata2、弱磁計算檢測數據存儲區defdata3、強磁異常數據存儲區defdata4與弱磁異常數據存儲區defdata5，以及強磁臨界比較單元lineade1與弱磁臨界比較單元lineade2。
4、所述系統核心主程序首先定義強磁臨界比較單元lineade1與弱磁臨界比較單元lineade2，強磁檢測臨時存儲區defdata0與弱磁計算檢測臨時存儲區defdata1，強磁檢測數據存儲區defdata2與弱磁計算檢測數據存儲區defdata3，強磁異常數據存儲區defdata4與弱磁異常數據存儲區defdata5。進行采集時間設置、優化參數設置和臨界值設置等系統參數設置，完成系統臨界值、存儲區與參數的定義。以for循環int?i＝0；i<1；i++以及n值int?n＝i定義磁性傳感器，以int?n＝i開啟磁性傳感器，將r4指向存儲區defdata4，r5指向存儲區defdata5，再將r10清零。以printf("第％d個探頭已開啟\n",n)開啟第n個探頭，且n值隨程序由1到36循環改變，以此完成不同探頭的切換。定義強磁高強度干擾閾值highvalue?1與最大循環次數max?loop，將r0指向存儲區defdata0，開啟強磁勵磁后調用數據檢測獲取程序，控制多組磁性傳感器、多組清波優化系統、多組紅外通信傳輸系統、信號激勵與數模轉換系統，完成強磁數據采集、清波優化、紅外通信傳輸、數字化轉換的系統功能，并將采集和處理后的數字強磁信號存入存儲區defdata0中，完成強磁檢測數據初步采集。然后調用數據篩選處理程序，通過將存儲區defdata0中的數字強磁信號進行數字化計算及基準數值處理，實現數字強磁信號的進一步數字化篩選。將篩選處理后的數字強磁信號存入存儲區defdata2中，r10計數加一，判斷該強磁數據與臨界值lineade1的大小，若大于臨界值，則通過*r2與r10在pc機上顯示強磁異常數據與強磁異常地址，若不大于，則延時等待一秒后定義弱磁高強度干擾閾值high?value2，將r1指向存儲區首地址defdata1，開啟弱磁勵磁，調用數據檢測獲取程序，將采集和處理后的數字弱磁信號存入存儲區defdata1中，完成弱磁檢測數據的初步采集。再調用數據篩選處理程序，將篩選處理后的數字弱磁信號進行比值處理后存入存儲區defdata3中，判斷該弱磁檢測數據與臨界值lineade2的大小，若大于臨界值，則通過*r3與r10在pc機上顯示弱磁異常數據與弱磁異常地址，若不大于，則延時等待一秒后判斷所有磁性傳感器是否均采集完成，若未完成，則開啟下一個磁性傳感器探頭，若已完成，則重新定義磁性傳感器，從首個磁性傳感器開始檢測，進而利用系統矩陣分布方程實現損傷的精準定位，實現復合型損傷程度檢測和損傷精準定位。
5、所述數據檢測獲取程序首先將寄存器r6清零，完成寄存器的定義。啟動in0通道，通過多組磁性傳感器、多組清波優化系統、多組紅外通信傳輸系統，信號激勵與數模轉換系統，進行弱磁檢測信號的采集、清波優化、紅外傳輸及數字化轉換。延時等待一秒后轉換后的數值存入r0/r1指向的強磁檢測臨時存儲區defdata0/弱磁計算檢測臨時存儲區defdata1，將r0/r1指向值與高強度干擾閾值進行比對分析，判斷所采集數值是否大于干擾閾值，若所采集數值大于，則放棄此數據，將r0指向值置零，并重新啟動in0通道進行數字化轉換，若所采集數據小于，則r6計數加一。將所采集數字強/弱磁信號進行干擾閾值的判斷，并將采集到滿足閾值的數據送入強磁檢測臨時存儲區defdata0/弱磁計算檢測臨時存儲區defdata1，達到對檢測數據的精準采集和存儲目的。然后本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種雙磁場下油氣管道復合型損傷實時檢測裝置，本專利技術裝置系統包括勵磁系統、防護外殼、檢測底板、多組磁性傳感器，其中勵磁系統用于對管道進行激勵；防護外殼用于保護內部電路結構和維持檢測器穩固；檢測底板由封裝材料和散熱器組成，用于多組磁性傳感器檢測探頭的固定；多組磁性傳感器用于油氣管道表面不同測試點的強磁和弱磁信號采集。系統的內部電路結構包括多組磁性傳感器、多組清波優化系統、多組紅外通信傳輸系統、信號激勵與數模轉換系統、護電單元、時間單元、信息保存單元、PC機、勵磁系統、控制系統。其結構要點多組磁性傳感器電路的輸出端口與多組清波優化系統的輸入端口對應相連，再與多組紅外通信傳輸系統的輸入端口對應相連；多組紅外通信傳輸系統的輸出端口與信號激勵與數模轉換系統的檢測信號輸入端口相連；信號激勵與數模轉換系統的檢測信號輸出端口與控制系統的檢測信號輸入端口相連；護電單元的信號輸入端口與控制系統的信號輸出端口相連；時間單元的信號輸入端口與控制系統的信號輸出端口相連；信息保存單元的信號輸入端口與控制系統的信號輸出端口相連；PC機的信號輸入與輸出端口與控制系統的信號輸出與輸入端口對應相連；勵磁系統的
2.根據權利要求1所述一種雙磁場下油氣管道復合型損傷實時檢測裝置，其特征在于所述，本專利技術多組磁性傳感器采用3144型號，包含引腳1用于接電源，引腳2用于接地，引腳3用于輸出；磁性傳感器電路包含比較器與電容，比較器用于比較輸入強弱磁信號大小，實現強弱磁信號閾值檢測及強弱磁檢測信號的選擇。電容用于篩選，使輸出電壓更平穩，并且可傳遞交流信號同時阻隔直流。
3.根據權利要求1所述一種雙磁場下油氣管道復合型損傷實時檢測裝置，其特征在于所述，本專利技術信號激勵與數模轉換系統包含ADS1232數字化轉換芯片和MAX4636模擬多路開關，ADS1232芯片用于通過勵磁系統對管道進行激勵，然后將模擬信號轉換為數字信號，其中護電單元一直處于保護狀態，通過時間單元為系統提供同步信號，最終PC機顯示異常探頭數值與位置；MAX4636用于實現對不同模擬信號源的切換。
4.根據權利要求1所述一種雙磁場下油氣管道復合型損傷實時檢測裝置，其特征在于所述，本專利技術多組清波優化系統包含LM324型比較器，LM324型比較器作為每一級篩選的核心元件通過LM324及電阻的并聯實現四級篩選功能，LM324的多級使用就可以增強信號的抗干擾能力和準確性。
5.根據權利要求1所述一種雙磁場下油氣管道復合型損傷實時檢測裝置，其特征在于所述，本專利技術多組紅外通信傳輸系統包含8050型芯片紅外發射電路與LM324型芯片紅外接收電路兩個部分。紅外發射電路用于將電信號轉換為紅外光信號并發射出去，8050三極管用于信號放大，也用于電子開關，控制電路通斷；紅外接收電路用于接收發射電路發出的紅外光信號，將其轉換為電信號后進行放大和篩選處理。
6.根據權利要求1所述一種雙磁場下油氣管道復合型損傷實時檢測裝置，其特征在于所述，本專利技術信息保存單元包含74HCT373鎖存芯片和IS61WV51216外接存儲芯片。74HCT373芯片用于在使能信號控制下，將輸入數據進行存儲并保持。IS61WV51216芯片用于滿足大量數據存儲和處理需求。
...【技術特征摘要】
1.一種雙磁場下油氣管道復合型損傷實時檢測裝置，本發明裝置系統包括勵磁系統、防護外殼、檢測底板、多組磁性傳感器，其中勵磁系統用于對管道進行激勵；防護外殼用于保護內部電路結構和維持檢測器穩固；檢測底板由封裝材料和散熱器組成，用于多組磁性傳感器檢測探頭的固定；多組磁性傳感器用于油氣管道表面不同測試點的強磁和弱磁信號采集。系統的內部電路結構包括多組磁性傳感器、多組清波優化系統、多組紅外通信傳輸系統、信號激勵與數模轉換系統、護電單元、時間單元、信息保存單元、pc機、勵磁系統、控制系統。其結構要點多組磁性傳感器電路的輸出端口與多組清波優化系統的輸入端口對應相連，再與多組紅外通信傳輸系統的輸入端口對應相連；多組紅外通信傳輸系統的輸出端口與信號激勵與數模轉換系統的檢測信號輸入端口相連；信號激勵與數模轉換系統的檢測信號輸出端口與控制系統的檢測信號輸入端口相連；護電單元的信號輸入端口與控制系統的信號輸出端口相連；時間單元的信號輸入端口與控制系統的信號輸出端口相連；信息保存單元的信號輸入端口與控制系統的信號輸出端口相連；pc機的信號輸入與輸出端口與控制系統的信號輸出與輸入端口對應相連；勵磁系統的信號輸出端口與控制系統的信號輸入端口相連；
2.根據權利要求1所述一種雙磁場下油氣管道復合型損傷實時檢測裝置，其特征在于所述，本發明多組磁性傳感器采用3144型號，包含引腳1用于接電源，引腳2用于接地，引腳3用于輸出；磁性傳感器電路包含比較器與電容，比較器用于比較輸入強弱磁信號大小，實現強弱磁信號閾值檢測及強弱磁檢測信號的選擇。電容用于篩選，使輸出電壓更平穩，并且可傳遞交流信號同時阻隔...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張賀，張磊，桑洋洋，李云軒，吳友俊，郎憲明，柳強，曹江濤，
申請(專利權)人：遼寧石油化工大學，
類型：發明
國別省市：
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