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半岛体彩·管道机器人检测

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产品简介

  所有管道内检测技术中,漏磁通检测历史最长,因其能检测出管岛内、外腐蚀产生的体积型缺陷,对检测环境要求低,可兼用于输油和输气管道,可间接判断涂层状况,其应用范围最为广泛。由于漏磁通量是一种相对地噪音过程,即使没有对数据采取任何形式的放大,异常信好在数据记录中也很明显,其应用相对较为简单。值得注意的是,使用漏磁通检测仪对管道检测时,需控制清管器的运行速度,漏磁通对其运载工具运行速度相当敏感,虽然目前使用的传感器替代传感器线圈降低了对速度的敏感性,但不能完全消除速度的影响。该技术在对管道进行检测时,要求管壁达到完全磁性饱和。因此测试精度与管壁厚度有关,厚度越大,精度越低,其适用范围通常为管壁厚度不超过12 mm。该技术的精度不如的高,对缺陷准确高度的确定还需依赖操作人员的经验。

  管道机器检测,特别是对于海洋管道工程,其管道不仅面临高压环境,还有海水腐蚀,同时其检测不仅关系原油(原材料)大量浪费,还关系海洋生态环境。所以经常性检测十分必要。给了管道机器检测很大发展条件。我国管道检测:2016年4月17日,从中国航天科工三院35所了解到,一款蛇形机器人“海底管道漏磁内检测器”可下海为海底油气管道做检测,并已在通过国内海上油田的实际检测,性能达到国际先进水平。

  该蛇形机器人名为海底管道漏磁内检测器,可在管道内部穿梭,利用油气压力穿行,通过高精度漏磁检测技术,可以捕获并存储管道内外壁的腐蚀、缺陷信息,对缺陷点的准确识别、精确定位。

  什么是管道猪?管道猪(pig) 是在运行的输油输气管道中随介质一起行进的一种检测设备,管道猪用于无损检测主要是用来测厚(管道腐蚀后厚度会损失)和裂纹检查。主要有漏磁和两种,主要用与管道的清理和管道壁厚损失检测,是当前国内外公认的“管道猪”,以管道输送介质为动力,对管道进行在线直最完善的管道检测手段。接无损检测。通过对管道定期检测,可以科学地掌握管道内外壁腐蚀状况,为管道运行状况的评判、维修处理、技术改造及日后的设计施工提供理论依据。因其在管道里运动的比较慢,像猪一样在里面拱,且不会回头。并且在工作时发出刺耳难闻的声音,类似于猪的嚎叫,因此起名为猪(Pig),沿用至今。

  管道猪用途广泛。首先是无损检测智能管道猪,管道猪用于无损检测目前有两大流派,既漏磁通派和派。谁优谁劣,评说不一。二大流派其原理都很简单,但将这些简单的理论付之应用却都非常困难。 一般将这两类管道猪称之为智能管道猪(Intelligent pigs),因此也可以称之为漏磁通智能管道猪和智能管道猪。智能管道猪(Ultrasonic Intellignet Pig)的原理是:从探头发出的脉冲,当遇到管壁表面时产生一个回波,遇到管壁底部时又产生一种回波,将第一、第二回波的间隔时间除以已知的声速即可得到壁厚值。根据回波的信号的分析,此方法还可以检查管道内的裂纹。 由于探头需要耦合剂,如检测输油管道,可以直接利用石油作为耦合剂,问题不大;但是如果检测输气管道时,就必须解决耦合剂问题,而且还需解决防爆问题,故难度比较大。漏磁通智能管道猪(Magnetic Flux Leakage Intelligent Pigs) 的原理是:有磁铁产生的磁通量,当遇到管壁减薄点处会出现漏磁现象,后者通过传感器接收后则转换成壁厚减薄值。

  当铁磁性钢管充分磁化时,管壁中的磁力线被其表面的或近表面处的缺陷阻断,缺陷处的磁力线发生畸变,一部分磁力线泄露出钢管的内,外表面,形成漏磁场。采用探测元件检测漏磁场来发现缺陷的电磁检测方法,即漏磁探伤。当位于钢管表面并与钢管作相对运动的探测元件拾取漏磁场,将其转换成缺陷电信号时,通过探头可得到反映缺陷的信号,从而对缺陷进行判定处理。磁粉探伤法可探测露出表面,用肉眼或借助于放大镜也不能直接观察到的微小缺陷,也可探测未露出表面,而是埋藏在表面下几毫米的近表面缺陷。

  磁粉检测基本流程:预处理 - 磁化(磁化方法和规范选择)- 施加磁粉或磁悬液 - 磁痕观察与记录 - 缺陷评级 - 退磁 - 后处理

  智能检测设备的常规流程:(预处理) - 使用设备(磁化,探测元件获取信息,获取信息的记录,信息处理,退磁)- 缺陷评级(也可利用云端处理)- (后处理),根据不同的检测环境和条件流程可作出相应调整。

  由于漏磁场检测是用磁传感器检测缺陷,相对于磁粉、渗透等方法,有以下优点: 1. 易于实现自动化:漏磁场检测方法是由传感器获取信号,计算器判断有无缺陷, 他的这一特点非常适合于组成自动检测系统。实际工业生产中,漏磁场检验方法被大量应用于钢铍、钢棒、钢管的自动化检测。2. 较高的检测可靠性:由计算器根据检测到的信号判断缺陷的存在与否可以从根本 上解决在磁粉、渗透方法中人为因素的响,因而具有较高的检测可靠性。 3. 可以实现缺陷的初步量化:缺陷的漏磁信号和缺陷的形状具有一定的对应关系, 特别有意义的是在一定条件下,漏磁通信号的峰值和表面裂纹的深度有很好的线性关系。缺陷的可量化使得这种方法不仅仅可以用于检测缺陷,更重要的是可以对缺陷的危险程度进形出步判断,这是实现非破坏评价的基础。  4. 在管道的检查中,在厚度高达30mm的壁厚范围内,可同时检测内外壁缺陷。 5. 高效、无污染、自动化的检测,可以获得很高的检测效率。

  漏磁场检测方法在以下几个方面有其局限性:  1. 只适用于铁磁材料:只有铁磁材料被磁化后,表面或近表面缺陷才能在试件表面。产漏磁通,因而,漏磁场检测和磁粉检测依样指示合于铁磁材料的表面检测。 2. 检测灵敏度低:由于检测传感器不可能像磁粉一样紧贴被检测表面,不可避免地 和被检测面有一定的距离,从而降低了检测的灵敏度。对于一般的情况,文献给出的漏磁场检测的灵敏度为身0.1~0.2mm的表面裂纹。  3. 缺陷的量化粗略:缺陷的形态是复杂的,而漏磁通检测得到的信号相对简单。在 实际的检测中,缺陷的形状特征和检测的信号特征不存在一一对应关系,因而漏磁场检测只能给出缺陷的初步量化。  4. 受被检测工件的形状限制:由于采用传感器检测漏磁通,漏磁场方法不适合检测 形状复杂的试件。  二、 磁化技术  缺陷要产生漏磁通,首先要磁要试件。在实际的检测过程中,漏磁场检测也大都采用了和磁粉检测相同的磁化技术;另一方面,由于漏磁场检测是用检测器件检测漏磁场,相应的磁化方法又有其特点。对于相同形状大小的缺陷,埋藏深度与漏磁场幅值呈现性关系。

  管道机器人技术的发展很大程度取决于传感器,处理器以及算法。基础检测原理为漏磁检测原理。磁化工艺技术比较成熟。对于不同的检测条件,会“因地制宜”去找到合适的磁化方法,对于偏置电流合理化设计有利于管道检测。好的漏磁检测传感技术使得检测更加精确。深度学习的相关算法更有利于漏磁检测的智能化。可以很大程度上提高检测效率。

  磁通管道猪的主要基础结构:产生磁通部件(磁化),漏磁检测传感部件,信息数据处理部件,动力装置,

  (3)采用固定式磁轭磁化工件时,应根据标准试片实测结果来校验提升力是否满足要求。该提升力对于被检测件的磁通大小进行衡量。在检测设备制造组装可通过中心对称使得力平衡,从而使得移动是阻碍因素减少。

  对于空心工件,导体应尽量置于工件的中心,达到对环形工件的全面磁化。能够一次性全检查空心工件内、外表面与电流平行的纵向不连续性和端面的径向不连续性,大型空心工件如、超大型轴承环、大口径环形铸压件等就需要用到偏置芯棒法。以补偿探伤设备的磁化电流的不足。

  若工件直径太大.磁粉探伤设备所提供的磁化电流不足以使工件表面达到所要求的磁场强度时。可采用偏置芯棒法磁化,即将导体穿人空心工件的孔中,并贴近工件内壁放置,电流从导体上通过形成周向磁场,用于局部检验空心工件内、外表面与电流方向平行的缺陷和端面的径向缺陷。

  偏置芯棒法采用适当的电流值磁化,有效磁化范圈约为导体(芯棒)直径d的4倍。检查时要转动工件,以检查整个圆周,并要保证相邻检查区域有10%的重叠。

  如果在管道中沿垂直于径向为轴向,电流沿轴向产生环绕轴向的磁场。中心电流在管壁处产生磁场强度H(0)=I(0)/2R,偏置电流在最接近管壁处产生磁场强度H(1)=I(1)/2r [r一般十分小],所以管壁处磁场强度为H=H(1)-H(0),由于管道为铁磁性介质(闭路磁化一般不存在磁滞)所以管道中磁感应强度B=(μ(管材)*H),对于检测部位一般在偏置电流直径的另一个顶点。该处磁场强度为H′=H(0)-H(3),H(3)=I(1)/2(2R-r)为偏置电流在直径相对顶点磁场强度,B′=(μ(管内介质)*H′),在检测数据处理时作为基底磁感应强度大小。当出现磁场变化时,漏磁大小为该时刻磁场与基底磁场差值。(当R与r相对大小越大两电流在管中磁场大小基本由偏置的电流决定,相应部分可以简化为偏置电流部分方法操作)

  为什么不仅仅用偏置电流法,因为管道机器要可移动,他的电流产生必须具有可移动的回路。这种方式可以以轴向为旋转轴。由于管道中是闭路磁环,不用考虑磁滞,旋转可以使得整个检测长度的所有部分快速检测。同时为了检测准确度,检测传感始终处于偏置电流对面。相应计算式保持不变。如果为了进一步准确度,相应参数可以随环境变换。可以对环境的参数用其他传感检测。

  传感器件主要有磁阻类,霍尔效应类,磁敏二极管类,感应线圈类。还有一些先进的磁场传感技术。(对于管道猪一般采用霍尔元件来测量磁场特性。在磁场不太强U(h)=(R(h)*I*B)/d, U(h)为霍尔电势差,R(h)为霍尔系数,I激励电流,d为管壁厚度,B为场强大小。进而记录磁场的信息。)

  变磁阻式传感器variable reluctive transducer,将位移、转速、加速度等非电物理量转换为磁阻变化的传感器。

  2.灵敏度高分辨率大:能测出0.01um甚至更小的机械位移变化,能感受小到0.1的微小角度变化,传感器的输出信号强,电压灵敏度一般每一毫米可达数百毫伏,因此有利于信号的传输与放大。

  3.重复性好线信度优良:在一定位移范围内,输出特性的线性度好,并且比较稳定,高精度的变磁组式传感器,非线.缺点:存在交流零位信号,不易于高频动态测量。

  两块永久磁铁同极性相对放置,将线性型霍尔传感器置于中间,其磁感应强度为零,这个点可作为位移的零点,当霍尔传感器在Z轴上作△Z位移时,传感器有一个电压输出,电压大小与位移大小成正比。

  环路感应器是通过探测金属物在感应线圈上电感量变化来探测到金属物的。线圈是由多匝导线绕制的,埋在路面下,用水泥填充好。线圈引线连接到CHD-DGII。当金属物通过感应线圈时,导线圈的电感量发生了一些变化。这个变化被CHD-DGII检测到,通过内部的智能的运算判断出有金属物,并通过输出继电器输出信号。由于有微处理器的智能控制作用,CHD-DGII的灵敏度可以适应各种要求,对不同大小的感应线圈和引线也能良好匹配。

  树莓派简介:RaspberryPi(中文名为“树莓派”,简写为RPi,(或者RasPi / RPI)[1]是为学习计算机编程教育而设计,只有信用卡大小的微型电脑,其系统基于Linux。[2]随着Windows 10 IoT的发布,我们也将可以用上运行Windows的树莓派。[3]其外表“娇小”,内“心”却很强大,视频、音频等功能通通皆有,可谓是“麻雀虽小,五脏俱全”。

  模数转换亦称模拟一数字转换,与数/模转换相反,是将连续的模拟量(如象元的 灰阶、 电压、 电流等)通过取样转换成离散的数字量。例如,对 图象扫描后,形成象元列阵,把每个象元的亮度(灰阶)转换成相应的数字表示,即经模/数转换。

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