Pccp鋼絲斷絲探測的發(fā)射端子系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種PCCP鋼絲斷絲探測的發(fā)射端子系統(tǒng)，包括設(shè)于所述探測主機上的發(fā)射機和發(fā)射探頭，所述發(fā)射探頭包括用以響應(yīng)所述探測主機輸入的交流信號，發(fā)射相應(yīng)的電磁波信號，從而在PCCP管壁上感應(yīng)出渦流信號的發(fā)射線圈和用于衰減所述發(fā)射線圈與外部接收探頭之間的直接耦合信號屏蔽盤，所述發(fā)射線圈設(shè)于所述屏蔽盤中，所述發(fā)射機包括用以產(chǎn)生所述交流信號的信號源和功率放大器，所述信號源產(chǎn)生的交流信號依次經(jīng)所述功率放大器和發(fā)射線圈后發(fā)出。
【專利說明】PCCP鋼絲斷絲探測的發(fā)射端子系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及混凝土領(lǐng)域，尤其涉及一種PCCP鋼絲斷絲探測的發(fā)射端子系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] PCCP 管（Prestressed Concrete Cylinder Pipe)是帶鋼筒的預(yù)應(yīng)力混凝土管的 簡稱，是目前國際上使用廣泛的大口徑、耐高壓管材，由嵌埋薄鋼筒的管芯、纏在管芯外的 預(yù)應(yīng)力鋼絲（直徑）和鋼絲外的水泥砂漿保護層組成，如圖1所示。管子的兩端分別焊有 鋼制的承口圈和插口圈，管子的柔性接頭采用滑動膠圈密封。在工作狀態(tài)下，嵌埋在管壁中 的薄鋼筒具有抗?jié)B功能，纏繞在管芯外的預(yù)應(yīng)力鋼絲及管芯的混凝土壁承受管材的內(nèi)水壓 力及外荷載，因此PCCP管是一種將鋼管與普通預(yù)應(yīng)力混凝土管的優(yōu)點相結(jié)合的管種。
[0003] 遠場渦流變壓器耦合（RFECTC)技術(shù)采用內(nèi)探頭方式檢測金屬管材，此技術(shù)的特 點在于既能檢查黑色金屬材料，又能檢查有色金屬材料，并且對內(nèi)部的或外部的異常情況 具有相同的靈敏度。采用單探頭就能探測凹坑、裂紋和管壁的整體減薄。
[0004] 采用一個激勵線圈在管壁內(nèi)以低的磁化水平感應(yīng)出周向的渦流，與較常規(guī)的渦 流檢測不同，該技術(shù)將檢測線圈沿著管道放置在距激勵線圈2?3倍管徑處，檢測器信號相 對于激勵線圈的相位通常被用作管壁特性的度量。
[0005] 由頻率相當?shù)偷恼倚盘査?qū)動的激勵線圈，在管道中產(chǎn)生的內(nèi)部電磁場，能在 激勵線圈的兩邊分成三個性質(zhì)不同的區(qū)域，這些區(qū)域被稱為直接耦合區(qū)、過渡區(qū)和遠場區(qū)， 如圖1所示，遠場渦流變壓器耦合技術(shù)原理示意圖。
[0006] 盡管多少受到管道存在的影響，直接耦合區(qū)主要是來自激勵線圈直接對準的耦 合，起一個簡單的變壓器的作用。直接激勵的強度在激勵線圈的附近是很大的，但隨距激勵 線圈的距離增加而迅速衰減，大多數(shù)的渦流儀器工作在此直接激勵區(qū)或近場區(qū)。然而，在設(shè) 備尺寸有限的條件下，激勵線圈和接收線圈的距離不能滿足2-3倍管徑的距離要求，就無 法實現(xiàn)有效的斷絲檢測。 實用新型內(nèi)容
[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在設(shè)備尺寸有限的條件下實現(xiàn)PCCP管的斷絲檢測。
[0008] 為了解決這一技術(shù)問題，本實用新型提供了一種PCCP鋼絲斷絲探測的發(fā)射端子 系統(tǒng)，包括設(shè)于所述探測主機上的發(fā)射機和發(fā)射探頭，所述發(fā)射探頭包括用以響應(yīng)所述探 測主機輸入的交流信號，發(fā)射相應(yīng)的電磁波信號，從而在PCCP管壁上感應(yīng)出渦流信號的發(fā) 射線圈和用于衰減所述發(fā)射線圈與外部接收探頭之間的直接耦合信號的屏蔽盤，所述發(fā)射 線圈設(shè)于所述屏蔽盤中，所述發(fā)射機包括用以產(chǎn)生所述交流信號的信號源和功率放大器， 所述交流信號包括同步參考交流信號和測試交流信號，所述同步交流信號經(jīng)所述發(fā)射線圈 發(fā)出，所述測試交流信號依次經(jīng)所述功率放大器和發(fā)射線圈后發(fā)出。
[0009] 所述信號源包括低功耗單片機、DDS芯片、低通濾波器和反相器，所述低功耗單片 機、DDS芯片、低通濾波器和功率放大器依次連接，從而通過所述功率放大器輸出所述測試 交流信號；所述低功耗單片機、DDS芯片和反相器依次連接，從而通過所述反相器輸出同步 參考交流信號。
[0010] 所述功率放大器包括前置放大電路、功率放大電路和穩(wěn)壓電源，所述交流信號依 次經(jīng)過所述前置放大電路和功率放大電路實現(xiàn)放大，從而通過所述功率放大電路輸出，所 述穩(wěn)壓電源分別與所述前置放大電路和功率放大電路連接。
[0011] 所述屏蔽盤為雙層屏蔽結(jié)構(gòu)，包括一層銅皮層和一層鐵皮層。
[0012] 所述發(fā)射線圈采用單回路線圈。
[0013] 所述發(fā)射線圈采用漆包線繞制。
[0014] 所述同步參考交流信號為方形波，所述測試交流信號為正弦波。
[0015] 本發(fā)明在設(shè)備尺寸有限的條件下考慮到發(fā)射探頭和接收探頭直接耦合過來的能 量遠大于遠場渦流信號的能量。通過屏蔽盤的設(shè)置，可以衰減或阻斷發(fā)射探頭和接收探頭 之間，即激勵線圈和接收線圈之間的直接耦合路徑，突出遠場渦流信息，使遠場距離遠小于 2-3倍管徑。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中遠場渦流變壓器耦合技術(shù)原理示意圖
[0017] 圖2是本實用新型一實施例中PCCP鋼絲斷絲檢測系統(tǒng)的連接示意圖；
[0018] 圖3是本實用新型一實施例中PCCP鋼絲斷絲檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖4是本實用新型一實施例中探測主機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖5是本實用新型一實施例中信號源的與原理框圖；
[0021] 圖6是本實用新型一實施例中功率放大器的原理框圖。

【具體實施方式】
[0022] 以下將結(jié)合圖1至圖6對本發(fā)明提供的PCCP鋼絲斷絲探測的發(fā)射端子系統(tǒng)進行 詳細的描述，其為本實用新型一可選的實施例，可以認為，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不改變本實 用新型精神和內(nèi)容的范圍內(nèi)能夠?qū)ζ溥M行修改和潤色。
[0023] 首先，先大致介紹下采用該發(fā)射端子系統(tǒng)的PCCP鋼絲斷絲探測系統(tǒng)。
[0024] 本實施例提供了一種PCCP鋼絲斷絲檢測系統(tǒng)，請參考圖2和圖3,包括主控計算 機、探測主機、接收探頭、發(fā)射探頭、車體和測距輪，所述主控計算機、探測主機、接收探頭、 發(fā)射探頭和測距輪均設(shè)于所述車體上且隨所述車體一同行進，所述接收探頭、發(fā)射探頭和 測距輪、主控計算機均與所述探測主機連接。
[0025] 關(guān)于所述發(fā)射探頭：
[0026] 所述發(fā)射探頭包括發(fā)射線圈和屏蔽盤，所述發(fā)射線圈設(shè)于所述屏蔽盤中，所述發(fā) 射線圈，至少用以響應(yīng)所述探測主機輸入的交流信號，發(fā)射相應(yīng)的電磁波信號，從而在PCCP 管壁上感應(yīng)出渦流信號；所述屏蔽盤至少用于衰減所述發(fā)射線圈與接收探頭之間的直接耦 合信號；所述交流信號包括了互相匹配的測試交流信號和同步參考交流信號；依據(jù)屏蔽盤 的作用，可知曉其具體的形狀以及其與發(fā)射線圈間的空間關(guān)系，是以能實現(xiàn)衰減直接耦合 信號為準。
[0027] 發(fā)射線圈是一種換能器，把低頻功放輸出的交流信號轉(zhuǎn)換成電磁波信號并發(fā)射出 去，在PCCP管壁上感應(yīng)出渦流信號。
[0028] 發(fā)射線圈要求具有高的能量轉(zhuǎn)換效率和低的能量損耗，即要求有較高的品質(zhì)因數(shù) (Q)，通常依據(jù)工作頻率選擇繞制線圈的導線。低頻段工作的電感線圈應(yīng)采用漆包線等帶絕 緣的導線繞制。對于工作頻率在幾十千赫至兩兆赫之間的電感線圈，應(yīng)采用多股絕緣導線 繞制，以增加導體有效截面積，減少集膚效應(yīng)的影響，可使Q值提高30 % -40 %。對于工作頻 率高于2MHz的電感線圈，應(yīng)采用單股粗導線繞制，導線的直徑一般在0. 3-1. 5mm之間。本 系統(tǒng)的工作頻率較低，因此選用漆包線作為繞制線圈的導線。
[0029] 發(fā)射線圈的形式采用單回路線圈形式，單回路線圈的優(yōu)點是其感應(yīng)場的分布規(guī) 貝U，方向性好，其感應(yīng)模式的形狀如同一個玉米，同時其制作及加工也比較簡單。單回路線 圈的另一大特點是易于參數(shù)計算，有利于進行解析型設(shè)計，其阻抗可表示為：

【權(quán)利要求】
1. 一種PCCP鋼絲斷絲探測的發(fā)射端子系統(tǒng)，其特征在于：包括設(shè)于所述探測主機上的 發(fā)射機和發(fā)射探頭，所述發(fā)射探頭包括用以響應(yīng)所述探測主機輸入的交流信號，發(fā)射相應(yīng) 的電磁波信號，從而在PCCP管壁上感應(yīng)出渦流信號的發(fā)射線圈和用于衰減所述發(fā)射線圈 與外部接收探頭之間的直接耦合信號的屏蔽盤，所述發(fā)射線圈設(shè)于所述屏蔽盤中，所述發(fā) 射機包括用以產(chǎn)生所述交流信號的信號源和功率放大器，所述交流信號包括同步參考交流 信號和測試交流信號，所述同步交流信號經(jīng)所述發(fā)射線圈發(fā)出，所述測試交流信號依次經(jīng) 所述功率放大器和發(fā)射線圈后發(fā)出。
2. 如權(quán)利要求1所述的PCCP鋼絲斷絲探測的發(fā)射端子系統(tǒng)，其特征在于：所述信號源 包括低功耗單片機、DDS芯片、低通濾波器和反相器，所述低功耗單片機、DDS芯片、低通濾 波器和功率放大器依次連接，從而通過所述功率放大器輸出所述測試交流信號；所述低功 耗單片機、DDS芯片和反相器依次連接，從而通過所述反相器輸出同步參考交流信號。
3. 如權(quán)利要求1所述的PCCP鋼絲斷絲探測的發(fā)射端子系統(tǒng)，其特征在于：所述功率放 大器包括前置放大電路、功率放大電路和穩(wěn)壓電源，所述交流信號依次經(jīng)過所述前置放大 電路和功率放大電路實現(xiàn)放大，從而通過所述功率放大電路輸出，所述穩(wěn)壓電源分別與所 述前置放大電路和功率放大電路連接。
4. 如權(quán)利要求1所述的PCCP鋼絲斷絲探測的發(fā)射端子系統(tǒng)，其特征在于：所述屏蔽盤 為雙層屏蔽結(jié)構(gòu)，包括一層銅皮層和一層鐵皮層。
5. 如權(quán)利要求1所述的PCCP鋼絲斷絲探測的發(fā)射端子系統(tǒng)，其特征在于：所述發(fā)射線 圈采用單回路線圈。
6. 如權(quán)利要求1所述的PCCP鋼絲斷絲探測的發(fā)射端子系統(tǒng)，其特征在于：所述發(fā)射線 圈采用漆包線繞制。
7. 如權(quán)利要求1所述的PCCP鋼絲斷絲探測的發(fā)射端子系統(tǒng)，其特征在于：所述同步參 考交流信號為方形波，所述測試交流信號為正弦波。
【文檔編號】G01N27/90GK204188571SQ201420584055
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】田華, 彭正輝, 徐進, 王春和, 朱今祥, 吳燕民, 錢明, 吳國芳, 于符靜, 扈羅全, 杜澤, 許曉東, 王娜 申請人:蘇州混凝土水泥制品研究院有限公司, 信息產(chǎn)業(yè)部電子第二十二研究所青島分所