一種管道內氧化皮堆積的定量檢測方法及檢測儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于無損檢測技術領域，具體涉及一種管道內氧化皮堆積的定量檢測方法及檢測儀。
【背景技術】
[0002]近年來，大型火力發(fā)電機組鍋爐中普遍使用耐高溫、抗腐蝕性能更好的不銹鋼制造過熱器和再熱器的管道。但是，鍋爐經過較長時間運行后，長期惡劣的工況環(huán)境易使管道內壁發(fā)生氧化，在內壁表面形成氧化皮。當工況環(huán)境發(fā)生劇烈變化時，如停爐和啟爐時，管道內壁的氧化皮非常容易剝落，剝落的氧化皮容易堆積在過熱器和再熱器管道彎頭部位，嚴重時甚至堵塞管道，導致管道在加熱時爆裂。因此，需要對鍋爐管道內氧化皮堆積量進行檢測，及時發(fā)現堆積量高的管道，并做出及時清理。
[0003]目前，檢測鍋爐管道內沉積氧化物的無損檢測方法主要為Y射線成像法，但日本Ishikawajima-HarimaHeavyIndustriesC0.Ltd.研究所的 Ohtomo 等人在研究報告“MagneticMeasurementoflnternalScaleinAusteniticStainlessSteelTubes”中指出,使用 Y 身寸線探傷裝置對鍋爐管道內沉積的氧化物進行無損檢測時，當沉積氧化物的數量較少時，難以從圖像上辨認確定，尤其當管壁厚度增大時，檢測靈敏度低的問題更加突出；而且使用Y射線存在危險性；同時還具有檢測裝置體積龐大、檢測費用昂貴的不足，因此未在現場得到廣泛應用。
[0004]Ohtomo等人基于上述研究報告還提出了一種磁性無損檢測方法。該種方法原理為:在管道外部施加交流磁場，通過檢測管道磁導率的變化，對管道內氧化物堆積情況進行判斷，此種方法更類似于渦流檢測法，如低頻渦流、遠場渦流和脈沖渦流等。然而，該種檢測方法仍然存在許多缺陷，一方面，使用交流磁場對管道進行磁化，無磁管道壁因電磁感應而產生渦流，進而使交流磁化場以及管內氧化物的感應磁信號都發(fā)生衰減，降低了檢測靈敏度；另一方面，交流磁場的幅值強度低，磁場穿透深度小，在檢測厚管壁的管道時具有檢測信號弱的問題，影響檢測的靈敏度。另外，同渦流檢測一樣，檢測裝置的輸入一輸出均為交流信號，輸出信號(檢測裝置輸出到傳感器的信號)通常需要的功率比較大，而輸入信號(傳感器檢測到的磁場信號)為微安級的電流，在復雜工況下很難精確檢測出電流的大小，因而檢測裝置的信號發(fā)生系統和信號處理系統均比較復雜，檢測信號還比較容易受到干擾。另外，傳感器的制作同樣比較復雜，如:渦流檢測裝置的傳感器探頭價格貴，針對一種管道，需要特定型號的探頭；此餐，檢測裝置的能量損耗也比較大。因此，盡管與射線法相比，該種方法已經具有了較大進步，但仍然具有系統復雜、檢測裝置價格昂貴、檢測靈敏度有限等問題。

【發(fā)明內容】

[0005]針對現有技術存在的缺陷，本發(fā)明提供一種管道內氧化皮堆積的定量檢測方法及檢測儀，具有檢測原理簡單、攜帶方便、靈敏度高以及成本低的優(yōu)點，可應用于電廠中檢測不銹鋼管道內氧化皮堆積量，具有較大的優(yōu)越性及應用前景。
[0006]本發(fā)明采用的技術方案如下:
[0007]本發(fā)明提供一種管道內氧化皮堆積的定量檢測方法，包括以下步驟:
[0008]SI，將專用傳感器放置在被測管道表面的初始檢測點，沿管徑軸向方向移動所述專用傳感器，所述專用傳感器記錄初始檢測點坐標以及在所述被測管道的移動距離；并將所述初始檢測點坐標以及在所述被測管道的移動距離實時傳輸到主機；
[0009]同時，在所述被測管道的各個檢測點，所述專用傳感器均產生穩(wěn)恒的25mT_30mT強磁場，通過所述強磁場激勵和磁化檢測點位置所述被測管道內的氧化物；該氧化物被激勵和磁化后產生原始磁場信號，該原始磁場信號被所述專用傳感器接收；
[0010]S2，所述專用傳感器將各檢測點接收到的所述原始磁場信號依次發(fā)送到信號處理裝置；同時將所述初始檢測點坐標以及在所述被測管道的移動距離發(fā)送到主機；
[0011]S3，所述信號處理裝置對接收到的所述原始磁場信號進行處理，得到處理后的模擬形式的磁場信號，并發(fā)送到數據采集裝置；
[0012]S4，所述數據采集裝置包括多通道AD采集器和通訊模塊；所述多通道AD采集器將接收到的所述模擬形式的磁場信號轉化為數字形式磁場信號，然后將所述數字形式磁場信號通過所述通訊模塊發(fā)送到主機；
[0013]S5，所述主機不斷分析處理所述數字形式磁場信號，并結合所述初始檢測點坐標以及專用傳感器在所述被測管道的移動距離，得到所述被測管道內各檢測點的氧化皮堆積量。
[0014]優(yōu)選的，所述信號處理裝置包括依次相連的前置放大器、低通濾波器和調理放大器；S3具體為:
[0015]所述前置放大器包括一組運算放大器，對來自所述專用傳感器的原始磁場信號進行信號放大處理，得到磁場放大信號；
[0016]所述低通濾波器對來自所述前置放大器的磁場放大信號進行濾波操作，去掉頻率高于閾值的雜信號，得到磁場純凈信號，并發(fā)送到所述調理放大器；
[0017]所述調理放大器放大所述磁場純凈信號，使放大后的信號滿足數據采集裝置量程范圍，得到最終的所述模擬形式的磁場信號。
[0018]優(yōu)選的，S5具體為:
[0019]S51，所述主機預先建立氧化皮堆積量計算模型；其中，所述氧化皮堆積量計算模型為具有自適應學習能力的BP神經網絡模型；
[0020]S52，所述主機將所述數字形式磁場信號作為所述氧化皮堆積量計算模型的輸入，經過計算，輸出被測管道內檢測點的氧化皮堆積量。
[0021]優(yōu)選的，所述BP神經網絡模型為三層BP神經網絡，該三層BP神經網絡包括輸入層1、隱含層j和輸出層t ;其中，所述輸入層包含3個神經元，分別為被測管道壁厚、數字形式磁場信號的大小、以及所述專用傳感器產生的穩(wěn)恒強磁場的磁場強度；所述隱含層包含P個神經元；所述輸出層包含I個神經元，為被測管道內檢測點的氧化皮堆積量Y1。
[0022]優(yōu)選的，所述主機通過分析所述數字形式磁場信號的信號大小，判斷被測管道內檢測點的氧化皮堆積量。
[0023]本發(fā)明還提供一種管道內氧化皮堆積的定量檢測儀，包括:專用傳感器、信號處理裝置、數據采集裝置和主機；
[0024]所述專用傳感器用于:所述專用傳感器被放置在被測管道表面的初始檢測點，并沿管徑軸向方向移動；所述專用傳感器在每一個檢測點產生穩(wěn)恒的25mT-30mT強磁場，通過所述強磁場激勵和磁化檢測點位置所述被測管道內的氧化物，然后接收該氧化物被激勵和磁化后產生的原始磁場信號；所述專用傳感器還具有距離測試的功能，具體為:測量所述專用傳感器在所述被測管道的移動距離；
[0025]所述信號處理裝置用于:對來自所述專用傳感器的原始磁場信號進行處理，得到處理后的模擬形式的磁場信號，并發(fā)送到數據采集裝置；
[0026]所述數據采集裝置包括多通道AD采集器和通訊模塊；所述多通道AD采集器將接收到的所述模擬形式的磁場信號轉化為數字形式磁場信號，然后將所述數字形式磁場信號通過所述通訊模塊發(fā)送到主機；
[0027]所述主機用于:不斷分析處理所述數字形式磁場信號，并結合所述初始檢測點坐標以及專用傳感器在所述被測管道的移動距離，得到所述被測管道內各檢測點的氧化皮堆積量。
[0028]優(yōu)選的，所述信號處理裝置包括依次相連的前置放大器、低通濾波器和調理放大器；
[0029]所述前置放大器包括一組運算放大器，對來自所述專用傳感器的原始磁場信號進行信號放大處理，得到磁場放大信號；
[0030]所述低通濾波器對來自所述前置放大器的磁場放大信號進行濾波操作，去掉頻率高于閾值的雜信號，得到磁場純凈信號，并發(fā)送到所述調理放大器；
[0031]所述調理放大器放大所述磁場純凈信號，使放大后的信號滿足數據采集裝置量程范圍，得到最終的所述模擬形式的磁場信號。
[0032]優(yōu)選的，所述主機包括:配置有ARM9嵌入式系統的中央處理單元、以及分別與所述中央處理單元連接的數據庫、存儲模塊、外圍設備以及主USB端口和從USB端口；還包括用于分別向所述中央處理單元、所述數