中文译文漏磁检测器具表面响应传感器安装.docx
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中文译文漏磁检测器具表面响应传感器安装
漏磁检测器具表面响应传感器安装
BruceW.Maxfield,Oakland;PamelaC.Fitzgerald,Berkeley,bothofCalif.
摘要:
漏磁检测仪器系统的独立悬浮磁传感器模块。
该仪器包括一个磁铁和一个
传感器部件.传感器装置被放置在待测材料表面的一个预定位置，该装置可能测出材料表面地的一个漏磁场。
磁铁和传感器沿着材料的表面移动，直到传感器装置扫描扫描出漏磁场。
该传感器装置由一个或多个独立的传感器模块组成。
每个模块包括多个悬挂在该模块上的传感器来检查漏磁，每个传感器块独立安装允许垂直移动的金属块。
在检查过程中，传感器装置中各个模块相互联系待测钢板表面进行扫描。
以避免污染的测量结果平行漏磁元件。
每个区块的垂直度是受到严格限制的。
也就是说，由于经历了垂直运动，很多模块都可以倾斜。
一个或多个模块可处位于检查材料的表面进行检测。
每一模块都可以独立于任何其他模块并进行垂直运动，检测表面变化过程中遇到的漏磁场而不会造成磁场测量信号混合成错误的信号。
发明背景：
本发明涉及到一般的检测仪器和测量磁异常的磁性材料，是特别针对检测漏磁仪器，如用于石油化工储罐或油管等底板缺陷的检测。
铁磁材料检测缺陷可联系到化学和石油储存箱。
由于容器内外严重的化学环境，这些储罐将面临逐步的不断恶化的状况。
钢质储罐壁受到腐蚀、点蚀和其他化学和物理过程，可以造成储罐壁的局部损坏。
这种局部损坏的地区可以发展成为泄漏或在极端情况下可能会导致油箱破裂，储罐底板的上表面和下表面可能有腐蚀或类似的损伤。
储罐的基础通常由砂、砾石、碎石、黏土等材料组成。
当储罐装满产品时，储罐底板在产品自重的作用下弯曲变形。
当储罐清空时，底板回复到原来的位置，这时水分和空气进入储罐底板下部，在电化学腐蚀的作用下底板加速腐蚀。
为了防止环境破坏和其他原因导致的泄漏，罐体底板应定期检查可能会导致泄漏的早期征兆和损害条件，储罐底板的内部是无法进入的，因此不能直接检查。
一种流行的检测仪器是通过钢质底板的缺陷在空间形成的漏磁场来寻找缺陷的，这个仪器包含一个或多个强大的永磁体或电磁铁，把储罐的底板磁化到饱和状态。
当磁铁底下的钢板有缺陷时，在钢板的附近将产生一个漏磁场。
检测传感器在略高于板表面的位置可以检测到这个不规则的磁场（漏磁场）。
这就是说缺陷产生的漏磁场是没办法通过钢板内部的，通过这种方式，检测磁异常信号从而可以找到储罐底板存在缺陷的位置。
虽然漏磁检测法已被证明是有用的检测磁异常的好方法。
市场上已经使用的漏磁检测仪器的精度却不是很高。
要保证所测的磁异常量的特征参数和精度这是非常困难，繁琐和昂贵的。
提高测量精度对评估缺陷的大小、位置是非常有益的。
传感器通过测量缺陷处的漏磁场产生信号。
但是测量信号普遍薄弱，本发明客服了空间噪音信号对检测信号的干扰并克服了检测仪器的移动等实际问题，使漏磁检测器有了进一步的发展总之，本发明对漏磁检测器传感器的安排，比起以前实际使用的仪器，本发明更能贴近钢板表面检测微小的信号变化，更能顺利的通过凹凸不平的区域。
该仪器在实际使用过程中在同样大小缺陷的前提下将产生更大的信号，这样就能检测到以前那些仪器检测不到的小缺陷。
能获得缺陷特征的详细信息，能检测更厚的底板，能获得更高的测量精度。
此外，还配备了校准或比较标本从而节省了成本和检测时间。
其他方面，本发明的优势和新的特点将被在下面的说明书中进行详细的说明，并配有图纸进行说明性解释。
简介图
图1包含本发明的一个漏磁检测器的透视图。
图2是漏磁检测器下部励
和传感器的一个侧面剖视图。
图3是从漏磁检测器底部向上看的仰视装配图。
图4漏磁检测器的检测装置的装配图。
图5是传感器模块的透视图。
图6传感器和探头装置的一个剖视图。
图7A和7B是本发明传感器阵列的二维平面图。
描述与说明:
根据本发明的说明可知，其主要用于用于储存化学物质和石油的储罐底板的检测，该发明还可能使用在其他环境和检测设备上用来检测铁磁材料的缺陷。
图1展示了漏磁检测器检测储罐底板的全过程。
该仪器包括一个底盘10，底盘10上装载有仪器负责对底板进行漏磁检测，底盘上装有轮子11和12所以它可以在待测底板上向前移动进行检测。
底盘上还装有一个把手13以便操作人员进行操作。
控制面板14安装在把手上，它负责控制电子和机械的仪器，控制面板上的屏幕可以用于人机交互并显示检测数据。
上图中表明的17是待测储罐底板。
底板17必须是可以导磁的铁磁材料如钢板。
底板上安装有一个探测器装置18，它包含一个永磁体19用来磁化储罐底板17.图中的20和21分别是永磁体的南极和北极。
衔铁22主要是把永磁体中的磁力线导向另一个永磁体。
永磁体、衔铁和底板构成了一个磁回路。
位于有磁铁20和21之间的探测器18上装有装有传感器模块集合24用于检测底板缺陷形成的漏磁场。
传感器模块集合24又由许多传感器模块26组成。
每一个传感器模块在接触到储罐底板时都可以在垂直方向上下移动。
每一个传感器模块由许多传感器27组成。
本发明的传感器选择HALL传感器。
每个区块内的传感器安装在一个硬性印刷电路板上28。
由图5可知：
传感器模块是由金属槽型框架提供框架结构的。
印刷电路被装在金属框架的槽中并用环氧基树脂或类似混合物进行填充。
用数据线将印刷电路和传感器相连接，进行测量数据的传输。
印刷电路板和传感器底部覆盖的是一种保护性面的印刷电路板和传感器是一种保护性结构用来接触底板。
磨损结构形成一个保护带以保持印刷电路板的位置并且印刷电路板上并覆盖一层薄环氧基树脂。
传感器上比较厚的牺牲层将被磨损。
这些牺牲层可能非常薄，但足以保护传感器。
在检查中牺牲层直接与底板接触，使传感器和底板之间的距离非常近从而提高了测量精度。
本发明考虑了表面磨损及其他对传感器模块的伤害，所以模块的安装方便、经济耐用。
传感器模块在检测时必须紧贴底板，虽然底板通常是平的，但由于常年的腐蚀或油渣的沉浸会出现局部的凹坑或突起部。
在以前的漏磁检测装置中，在检测底板之前必须对底板进行清理，用来避免装置作出错误的诊断。
以前的传感器比本发明的传感器的安装高度要高。
以前的漏磁设备提供了足够的间隙，以避免破坏和损害的碰撞传感器，但传感器处于测量的不利位置，传感器处于这个位置将削弱所测漏磁场的强度。
即使一个远离底板表面的很小的信号也会导致传感器测出一个更弱的信号。
在本发明在实际检测过程中探头可以根据凹凸不平的表面垂直的上下移动，从而不会影响数据的正常收集。
当传感器遇到小的起伏和大的凹坑时，传感器的精确度是不一样的，当传感器遇到焊缝等大的缺陷时，传感器在垂直方向的位移太大将检测不到有意义的数据。
本发明已经解决了数据的精确收集的问题，只要在检测时严格的限制传感器的垂直度不允许其倾斜。
传感器排型布置以便每一个传感器方便的上下移动。
此外，一种新型的轴承材料或空气轴承装在检测器的底板上，这种轴承的结构组成是非常流行的，详细的组成结构本文没有。
螺杆垂直固定在框架顶端一侧传感器块上，以便彼此平行到0.02弧度。
衔铁处有一个通孔用来连接传感器模块集合和衔铁。
尽管螺柱41和通孔42是圆形截面，但也可以采用其他截面形状。
经过改进的测量精度可在这里实现，一个显着的线性传感器密度和显着缩小信息取样网格比常见于现场漏磁检测装置的先有技术。
27个传感器紧密的排列比宽距离的排列更能识别变化比较小的传感器信号。
磁异常产生的信号，既有横向的信号又有纵向的空间信号。
“纵”是指传感器模块的运动方向，“横”是指垂直这个运动方向，这是一般情况，但不一定是垂直方向。
较大的磁异常在纵向和横向的指示大的信号并且其空间范围比较大，大的缺陷比小的缺陷产生的信号要大。
特定大小和形状的缺陷如果在待测钢板的进表面，将产生更多更窄的信号。
以减少关键的依赖仪器校准，可取的做法是，传感器27间隔不够紧密，有不到3分贝变化的响应深度和体积最小的损失，这使得无论在哪里发生的异常传感器的测量和评估都是有实际意义的。
例如在评估的化学和石油储存容器时，检测仪器一般被期望检测1/8英寸的平底空产生的信号比原来的形状大20％，大多数容器材料是目前使用的0.25和0.50英寸的厚度。
在0.25英寸厚的平板上，远离表面的1/8英寸的洞将产生一个3分贝宽度为0.4英寸的信号，如果这个洞是在近表面则产生0.25宽度的信号。
任意两个传感器之间的距离是0.4的话，那么这个设备就在现场应用时可以随机的检测1/8英寸的缺陷。
但是传感器测出的数据精度却大大减小，如果两个传感器之间的距离是0.2英寸，那么无论这个缺陷怎样相对于传感器，他都能测出超过3分贝的信号。
所以即使缺陷在表面上随机的放置，本仪器也可以精确的测量。
为了提高测量的灵敏度，在这里本仪器采用了二维传感器阵列传感器模块26。
图7A及7B显示两个并行阵列可以沿着箭头方向平行扫描。
采用二维阵列扫描的模式可以大大提高扫描的速度。
这个而为传感器捕捉和传输数据以便后续软件的处理。
但是，以前的检测装置并没有定量检测的能力，这是和拥有二维数据采集块的这个仪器是有明显区别的。
由于精确度的提高，以前用来判断缺陷类型的标定快不再需要。
该仪器可以通过在实验室测到的数据把在实地的使用中测到的信号转变成定量的描述。
与以前的检测器相比，本检测器不再使用标准比较快，缺陷的准确位置和大小将由计算机软件分析得到。
用户必须注意的是，每一次检测不同的板材是都要校准。
在实践中，这校准可自动执行的机载计算机系统中设立的程序，被测量的各种实际材料的数据必须进行严格的校准，因为各种特定的磁化板可能略有不同的磁学性质。
磁铁之间的距离通常需要校准，这是众所周知的，所以无须在这里多讲。
通过校准的仪器可进行编程，自我调整以适应不断变化的条件，评价不受地区磁异常的干扰。
该仪器在这种情况下自动进行软件的配置。
总之，传感器27安装在一个多元化的区块上实现几个重要优势，第一，任何表面损失和缺陷都会使某一快上下移动，但其他块不受影响。
第二，安装过程中，允许每个区块与钢板表面有轻摩擦与接触，使表面传感器分离距离保持尽可能小。
反过来，因为传感器信号增加传感器的表面分离距离减小，这意味着测量系统总是产生尽可能多的信号。
定量漏磁检测仪器根据发明可应用于新的领域，例如以往因为需要非常精细空间分辨率或使用校准标本是不可行的时候。
就是这样检查电阻焊接和小直径连续油管的例子，长度超过几千英尺的连续长度需要在一分钟几百英寸的速度下检测。
应用根据本发明制造的漏磁检测仪器使高分辨率检查的整个表面，而不是仅仅的焊接线是目前常见的工作方法。
上述描述和图纸说明了基本结构，但本发明允许各种修改，替代以实现本发明的优势，因此，该发明将不局限于以上说明和插图，但定义了附加要求。
附加要求：
1。
漏磁检测装置测量铁磁材料的磁异常时，必须对该材料的表面进行磁饱和的磁化，一个传感器装配在一个预定的检查位置检测漏磁材料从指示磁异常的位置，大会表示，传感器，并表示材料处置的相对运动的说磁化手段和传感器大会表示说，预定的位置，检查说表面检查说材料说，在仪器的特点是说，传感器大会包括：
一个传感器块包括多元化的传感器举行有严格的检测说漏磁说，传感器块被弃置在检查立场表示乘坐大大表面上说，并表示正在安装传感器块的运动，以每垂直说表面回应说，表面的变化遇到在检查过程中，其中说，传感器块进行安装说通过垂直运动距离至少两次特征大小说变化，并在其中表示块制约倾斜最多0.02弧度表示，在垂直运动;即说传感器块进行垂直运动的回应说，变化不会造成了重大贡献，是混在从磁场部分平行表面下检查。
2。
该仪器要求1，进一步包括在租赁一个支持会员固定说传感器块和）提出了促进轴承表面垂直运动说，并接受会员组成的会员收到表示支持和参与表示支承面，允许说垂直运动。
3。
该仪器要求2表示支持，其中包括第一次会员伸长后担保一端，以表示传感器块和有支承面，并表示接受的定义是指一个伸长孔说，成立后第一次接受和参与说支承面，允许纵向运动的第一个帖子说，并从而影响表示垂直运动。
4。
该仪器要求3其中说：
多元化的传感器被弃置在一个二维数组组成的多元化的平行排传感器，其中传感器邻近行互相符合
5。
该仪器要求3其中说：
多元化的传感器被弃置在一个二维数组组成的多元化的平行排传感器感应器，其中至少有两个相邻的行抵消彼此。
6。
该仪器索赔3，进一步组成第二）说后表示，传感器担保，以阻止和平行说的第一篇文章，并表示接受的手段确定了第二伸长口径平行表示，第一孔和建制接收后表示，第二，允许纵向移动第二个员额的说有。
7。
该仪器要求2，其中进一步表示传感器组成手段确定了牺牲磨损表面形成从事表面的材料检查
8。
该仪器要求1，其中说，多元化的传感器被弃置在符合说传感器被间隔除了相互距离不大于0.40英寸
9。
该仪器索赔1，其中说，多元化的传感器被弃置在一个二维数组组成的多元化的平行排传感器，其中传感器行互相符合。
10。
该仪器要求1，其中说多元化的传感器被弃置在一个二维数组组成的多元化的平行排传感器，其中传感器至少有两个相邻的行抵消彼此。
11。
该仪器要求1，进一步敦促包括手段表示反对块传感器的表面材料说磁化下检查。
12。
漏磁检测装置的精度视察磁化材料的磁异常;说仪器包括磁化手段处置了表面材料的诱导说磁材料中说，检查时，和一个传感器装配在一个预定的处置检查立场）检测漏磁材料从指示说磁异常的材料，其中说，磁化手段，说传感器大会，并表示材料处置的相对运动的说磁化手段，并表示传感器大会表示垂直检查立场表示表面沿检查说材料说，在仪器的特点是说，传感器大会包括：
多元化的独立暂停传感器区块，每个区块表示，传感器包括一个多元化的传感器举行有严格的检测说漏磁，每块说，传感器被弃置在说检查狮位置坐说表面，每块说，传感器的运动正在展开垂直说表面响应咏叹调狮说，表面的过程中遇到的检查独立于其他传感器块说多元化，其中每一个说传感器块进行安装说通过垂直运动距离至少两次特征大小说变化，并表示，其中每块制约倾斜最多0.02弧度表示，在垂直运动;即表示传感器模块进行独立的垂直运动在回答说，变化不会造成了重大贡献，是混在从磁场部分平行表面下检查。
13。
该仪器要求12，其中说，多元化的传感器模块安装在一条线上并且彼此平行。
14。
该仪器要求13，进一步包括至少一个支持会员表示传感器为每个区块，每个成员表示支持被固定在各自说传感器块和提出促进轴承表面垂直运动说各自传感器座和接收会员形成接收成员表示支持和参与表示轴承表面允许说垂直运动。
15。
该仪器要求14日表示，其中每个成员组成后的第一个延长担保一端说各自的传感器，以阻止和影响到表面，并表示接受的定义是指一个多元化的孔形成接收首个成员表示支持和从事表示轴承表面允许纵向运动的第一职务，从而影响表示垂直运动。
16。
该仪器的要求15表示，多元化的传感器被弃置在一个二维数组组成的多元化的平行排传感器，其中传感器邻近行互相符合。
17。
该仪器索赔15，进一步说，组成了第二伸长后说，传感器的每个块，每说，第二个被担保向各自说传感器块和平行说的第一篇文章，并表示接受的手段确定了第二多元化伸长孔平行以第一多元化孔和建制接收表示，第二个允许纵向运动后说，有第二次。
18。
该仪器要求13进一步表示，传感器组成手段确定了牺牲磨损表面形成从事表面的材料检查
19。
该仪器要求12其中多数表示，在每个传感器传感器块被弃置在符合说传感器被间隔除了相互分离不大于0.40英寸。
20。
该仪器要求12其中说，多元化的传感器每个传感器块说，被弃置在一个二维数组组成的多元化的平行排传感器，其中传感器邻近行互相符合。
21。
一个传感器块一起使用漏磁检测装置的精度视察，能够材料磁异常说，检测仪器，包括磁化手段处置了表面的材料说，磁诱导中说，材料查阅，并传感器装配检测漏磁材料从指示说磁异常的材料说，大会包括传感器传感器安装手段阻止说传感器安装块，其中说，传感器块包括：
住房;多种传感器严格说住房举行检测说漏磁;和第一次和第二次伸长职位，每个职位被担保说一端，以表示住房和正在形成的轴承表面收到说传感器安装手段阻止许可证纵向运动的说第一次和第二次文章说，在传感器安装手段块，其中说，第一次和第二次员额相互平行，以0.02弧度内促进行动表示住房方面表示传感器块安装手段的方向，以每心室说表面。
22。
该仪器要求21，进一步组成春季处置敦促说，传感器块走向时说，表面说传感器块说，收到越来越多传感器块手段。
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