專利名稱：探針呈矩陣分布的金屬面壁厚檢測儀及其測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型無損檢測裝置及方法，具體地說是一種探針呈矩陣分布的金屬面壁厚檢測儀及其測量方法。
背景技術(shù)：
近年來國內(nèi)石化企業(yè)大量煉制高硫、高酸原油，使設(shè)備腐蝕加劇，所帶來的問題也愈加嚴(yán)重，為了防止事故發(fā)生，需要加強(qiáng)設(shè)備腐蝕監(jiān)測，尤其對設(shè)備壁厚的大面積實(shí)時檢測是目前企業(yè)迫切需要的。目前對設(shè)備壁厚的檢測主要采用的是超聲波檢測，超聲波測厚需要耦合劑，檢測時是測量點(diǎn)壁厚，不僅測量時間長、工作效率低，而且測量誤差大、靈敏度不聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種靈敏度高、檢測面積大、壽命長的探針呈矩陣分布的金屬面壁厚檢測儀及其測量方法。采用的技術(shù)方案是:
探針呈矩陣分布的金屬面壁厚檢測儀，包括探針組、采集器及檢測電路，其特征在于所述的探針組由多個呈矩陣分布的探針構(gòu)成，探針為柱狀電極，用于測試金屬的壁厚；所述的補(bǔ)償試塊設(shè)置在被測管道的表面，其一端與被測管道緊密連接，用于腐蝕試片的溫度補(bǔ)償；所述的激勵信號電極，用于提供激勵信號；所述的探針通過連接器與采集器連接；所述采集器包括:殼體、連接器接口及通訊線接口，采集器與上位機(jī)進(jìn)行通訊連接；檢測電路設(shè)置在電路板上，電路板設(shè)于殼體密閉空間內(nèi)。所述檢測電路包括:柱狀電極的電極間被測金屬的電阻及補(bǔ)償試塊電阻，二者串聯(lián)后與恒流源相連，在被測金屬的電阻及補(bǔ)償試塊電阻上產(chǎn)生的電壓信號采用差分輸入的方式分別送至第I放大器及第2放大器的輸入端，第I放大器及第2放大器的輸出信號經(jīng)再次放大、調(diào)制及A/D轉(zhuǎn)換后與中央處理器的信號輸入端相連，中央處理器根據(jù)輸入信號的大小控制恒流源的輸出，通過通訊單元與上位計算機(jī)進(jìn)行通訊連接；所述被測金屬、柱狀電極及補(bǔ)償試塊為同種金屬材質(zhì)。本發(fā)明的探針呈矩陣分布的金屬腐蝕面壁厚測量方法，其特征在于包括以下步驟: 將被測金屬及補(bǔ)償試塊同時置于溫度相同的檢測介質(zhì)中；在被測金屬及補(bǔ)償試塊組成的串聯(lián)回路中施加同一激勵信號；通過被測金屬電阻及補(bǔ)償試塊電阻獲取被測金屬及補(bǔ)償試塊兩端的響應(yīng)電壓，以差分輸入的方式送至檢測電路；
權(quán)利要求
1.探針呈矩陣分布的金屬面壁厚檢測儀，包括探針組、采集器及檢測電路，其特征在于所述的探針組由多個呈矩陣分布的探針構(gòu)成，探針為柱狀電極，用于測試金屬的壁厚；所述的補(bǔ)償試塊設(shè)置在被測管道的表面，其一端與被測管道緊密連接，用于腐蝕試片的溫度補(bǔ)償；所述的激勵信號電極，用于提供激勵信號；所述的探針通過連接器與采集器連接；所述采集器包括:殼體、連接器接口及通訊線接口，采集器與上位機(jī)進(jìn)行通訊連接；檢測電路設(shè)置在電路板上，電路板設(shè)于殼體密閉空間內(nèi)；所述檢測電路包括:柱狀電極的電極間被測金屬的電阻及補(bǔ)償試塊電阻，二者串聯(lián)后與恒流源相連，在被測金屬的電阻及補(bǔ)償試塊電阻上產(chǎn)生的電壓信號采用差分輸入的方式分別送至第I放大器及第2放大器的輸入端，第I放大器及第2放大器的輸出信號經(jīng)再次放大、調(diào)制及A/D轉(zhuǎn)換后與中央處理器的信號輸入端相連，中央處理器根據(jù)輸入信號的大小控制恒流源的輸出，通過通訊單元與上位計算機(jī)進(jìn)行通訊連接；所述被測金屬、柱狀電極及補(bǔ)償試塊為同種金屬材質(zhì)。
2.探針呈矩陣分布的金屬面壁厚測量方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將被測金屬及補(bǔ)償試塊，同時置于溫度相同的檢測介質(zhì)中； (2)對被測金屬及補(bǔ)償試塊施加同一激勵信號；獲取被測金屬及補(bǔ)償試塊兩端的激勵響應(yīng)信號，計算被測金屬的減薄量； (3)根據(jù)上述減薄量求出金屬的腐蝕速率。
3.按權(quán)利要求2所述的探針呈矩陣分布的金屬面壁厚檢測方法，其特征是: 通過公式:
全文摘要
探針呈矩陣分布的金屬面壁厚檢測儀及其測量方法，這種方法主要用來檢測各種形式的腐蝕，也可檢測大多數(shù)的裂紋以及監(jiān)控腐蝕和裂紋的擴(kuò)展。其原理是將探針和電極在待測區(qū)布置成陣列，對電極施加同一激勵信號；然后測量通過金屬結(jié)構(gòu)電場的微小變化，用測得的電壓值與初始設(shè)定的測量值進(jìn)行比較，依此來檢測由于腐蝕等引起的金屬損失、裂紋、凹坑或凹槽。本發(fā)明可應(yīng)用于儲藏罐或其他金屬建筑物上。本發(fā)明有很高的靈敏度和精確度，可在早期探測到腐蝕減薄的改變，從而可在腐蝕損害發(fā)生之前優(yōu)化預(yù)防措施。本發(fā)明可用于高溫工況，而沒有溫度漂移和降低精度的問題，具有測量誤差小、靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程在線測量。
文檔編號G01B7/06GK103196357SQ20121000199
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者吳濤, 鄭麗群, 王興旭, 楊永寬 申請人:沈陽中科韋爾腐蝕控制技術(shù)有限公司