鋼管桿腐蝕的超聲導波檢測系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種鋼管桿腐蝕的超聲導波檢測系統，包括置于被檢鋼管桿上的探頭、與探頭相連接的工控機，所述工控機包括發送脈沖信號到探頭使之產生超聲導波以及接收來自探頭的反射超聲導波的超聲發射/接收卡，所述工控機還包括對超聲發射/接收卡數據進行采集的高速數據采集卡以及控制所述探頭移動實現對鋼管桿全方位檢測的探頭運動掃描控制系統。實施本實用新型專利技術的具有以下有益效果：超聲導波探頭只需沿一條線移動不需要逐點放置，可實現對鋼管桿腐蝕類缺陷的全面快速檢測，且檢測數據實時存盤，可事后分析、處理、測試任何位置范圍內的探傷情況，可用于5~40mm的鋼管桿的腐蝕檢測。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及電力系統檢測
，更具體地說，涉及一種鋼管桿腐蝕的超聲導波檢測系統。
技術介紹
目前我國(特別是南方城市)大量采用鋼管桿作為輸電線路的轉向節點來承擔彎曲載荷。鋼管桿內部近乎密閉空間內存在大量水蒸汽，在晝夜溫差的影響下，必然在鋼管桿內壁形成凝結水，在空氣中氧氣的作用下，對鋼鐵材料必然造成腐蝕。再加上城市中對鋼管桿占地面積要求小，往往將塔基沉于地表以下，但因為南方雨水天氣多，地下水位高，很可能使這類鋼管桿根部長期處于含有電解質的地下水的作用，發生化學和電化學腐蝕。這種長期的大面積和局部嚴重腐蝕，導致管壁減薄，鋼管桿承載和抗彎能力降低，遇到臺風等惡劣條件極易發生失穩倒塌，從而造成大面積停電事故，而且這些處于城市當中鋼管桿一旦倒塌，將嚴重危害公共安全。因此，需要對鋼管桿的埋地部分的腐蝕狀況進行定期的檢測，給出腐蝕損傷狀況的報告，并根據報告判斷鋼管能否繼續使用及可以繼續使用的年限，從而實現對鋼管塔安全使用狀況進行監測。傳統的對鋼管塔地表以下埋地部分的腐蝕狀況進行檢測的方法是使用超聲波裝置進行，這種方法只能檢測到傳感器下管壁的厚度，屬于逐點檢測。大范圍檢測時檢測速度慢，而且只能找出幾個有代表性的特征進行檢測。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述傳統超聲波檢測的檢測速度慢，且只能找出幾個有代表性的特征檢測的缺陷，提供一種鋼管桿腐蝕的超聲導波檢測系統，可實現對鋼管桿腐蝕類缺陷的全面快速檢測。本技術解決其技術問題所采用的技術方案是:一種鋼管桿腐蝕的超聲導波檢測系統，包括置于被檢鋼管桿上的探頭、與探頭相連接的工控機，所述工控機包括發送脈沖信號到探頭使之產生超聲導波以及接收來自探頭的反射超聲導波的超聲發射/接收卡，所述工控機還包括對超聲發射/接收卡數據進行采集的高速數據采集卡以及控制所述探頭移動實現對鋼管桿全方位檢測的探頭運動掃描控制系統。所述高速數據采集卡采集的數據由數據處理和分析軟件包進行讀取并進行處理和分析，獲得被檢鋼管桿腐蝕情況。實施本技術的鋼管桿腐蝕的超聲導波檢測系統，具有以下有益效果:超聲導波探頭只需沿一條線移動不需要逐點放置，可實現對鋼管桿腐蝕類缺陷的全面快速檢測，且檢測數據實時存盤，可事后分析、處理、測試任何位置范圍內的探傷情況，可用于5 40mm的鋼管桿的腐蝕檢測。附圖說明下面將結合附圖及實施例對本技術作進一步說明，附圖中:圖1是本技術的鋼管桿腐蝕的超聲導波檢測系統圖。具體實施方式為了對本技術的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本技術的具體實施方式。如圖1所示，本技術的一種鋼管桿腐蝕的超聲導波檢測系統，包括置于被檢鋼管桿300上的探頭100、與探頭100相連接的工控機200，其特征在于，所述工控機200包括發送脈沖信號到探頭100使之產生超聲導波以及接收來自探頭的反射超聲導波的超聲發射/接收卡201，所述工控機200還包括對超聲發射/接收卡201數據進行采集的高速數據采集卡202以及控制所述探頭100移動實現對鋼管桿300全方位檢測的探頭運動掃描控制系統204。所述高速數據采集卡202采集的數據由數據處理和分析軟件包203進行讀取并進行處理和分析，獲得被檢鋼管桿腐蝕情況。本技術的鋼管桿腐蝕的超聲導波檢測系統的工作過程為:超聲發射/接收卡201發送脈沖信號到探頭100，激發超聲導波，超聲導波傳過被檢鋼管桿300，遇到截面突變或壁厚明顯變化時，反射一部分超聲導波，探頭100接收反射的超聲導波并送至工控機200的超聲發射/接收卡201，高速數據采集卡202經超聲發射/接收卡201采集數據，數據處理和分析軟件包203讀高速數據采集卡202采集的數據并進行處理和分析，獲得鋼管桿腐蝕情況，探頭運動掃描控制系統204控制探頭移動實現對鋼管桿的全方位檢測。探頭100內置傳感器、任意波形發生器、超聲波信號接收器、功率放大電路。所述傳感器包括外殼，在外殼內設置有有機玻璃楔塊和阻尼塊，在有機玻璃楔塊上設置有壓電晶片，壓電晶片通過引線與外殼外的插接口相接，壓電晶片選用壓電陶制作。探頭100的可根據檢測中回波信號以及信噪比為依據進行選擇，例如可選擇采用1.0MHz的可變角斜探頭。超聲導波的激發方式采用從板表面激發，可通過改變入射角來產生不同頻率的超聲導波。從探頭100出來的信號經超聲發射/接收卡201進行處理。超聲發射/接收卡201包括信號調理電路、任意波形發生器、超聲信號接收器、放大器。高速數據采集卡202包括采用A/D轉換、數據緩存。高速數據采集卡202基于并行直接轉換原理的flash A/D轉換器的高速8位分辨率的數據采集卡并設計成計算機擴展槽的插板形式。數據的緩存使用兩片FIFO，在將采集得到的數據寫入其中一片時，后續模塊同時對另一片中的數據進行處理。對FIFO進行讀寫是對時序控制模塊的控制進行的，但數據的讀出由后續模塊進行，并提供相應的控制信號。數據采集時為了提高信噪比和檢測精度，選擇大于Nyquist采樣率的過采樣技術，采樣速率達到100MHZ以上，采樣速率可調。因采樣速率高，采用64K容量的高速緩存器對采樣的信號數據進行保存，能夠把探測范圍內的時域信號加以保存。高速采樣后的接收信號在A/D轉換后，通過PCI總線傳送到工控機200內存中指定的數據接收區。數據處理和分析軟件包203讀高速數據采集卡202采集的數據并進行處理和分析。工控機200的探頭運動掃描控制系統204對探頭100移動的控制通過控制電路實現。通過探頭的移動獲得不同的數據，工控機中的數據處理和分析軟件對接收到的數據進行分析，得出腐蝕的位置、形狀、大小。上面結合附圖對本技術的實施例進行了描述，但是本技術并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本技術的啟示下，在不脫離本技術宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本技術的保護之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋼管桿腐蝕的超聲導波檢測系統，包括置于被檢鋼管桿（300）上的探頭（100）、與探頭（100）相連接的工控機（200），其特征在于，所述工控機（200）包括發送脈沖信號到探頭（100）使之產生超聲導波以及接收來自探頭的反射超聲導波的超聲發射/接收卡（201），所述工控機（200）還包括對超聲發射/接收卡（201）數據進行采集的高速數據采集卡（202）以及控制所述探頭（100）移動實現對鋼管桿（300）全方位檢測的探頭運動掃描控制系統（204）。

【技術特征摘要】
1.一種鋼管桿腐蝕的超聲導波檢測系統，包括置于被檢鋼管桿(300)上的探頭(100)、與探頭(100)相連接的工控機(200)，其特征在于，所述工控機(200)包括發送脈沖信號到探頭(100)使之產生超聲導波以及接收來自探頭的反射...

【專利技術屬性】
技術研發人員：袁義，徐云水，王彧，劉毅，薛為佳，李銳，劉麗琴，
申請(專利權)人：云南電網公司昭通供電局，昆明盛潤泰電子技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：