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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号CN104236505A
(43)申请公布日2014.12.24
(21)申请号CN201410478481.7
(22)申请日2014.09.18
(71)申请人中国航天标准化研究所
地址100071北京市丰台区小屯路89号
(72)发明人徐丹君董澍张亮郑志腾朱炜王伟吴雷
(74)专利代理机构北京理工大学专利中心
代理人仇蕾安
(51)Int.CI
G01B21/08
权利要求说明书说明书幅图
(54)发明名称
一种基于阵列式压电薄膜传感器的
管道腐蚀监测装置
(57)摘要
本发明提供了一种基于阵列式压电
薄膜传感器的管道腐蚀监测装置,实现了
对管道曲面区域范围的厚度进行测试。包
括超声波信号激励模块、阵列式压电薄膜
传感器模块、信号采集与处理模块和信号
分析模块;超声波信号激励模块负责控制
脉冲信号发生装置发出周期性窄脉冲;阵
列式压电薄膜传感器模块受到激励产生超
声波,超声波在被测试件上、下面多次地
来回反射,反射产生的反射波被阵列式压
电薄膜传感器探头接收形成电信号;信号
采集与处理负责将电信号放大、滤波、以
及多通道扫查处理后,发送给信号分析模
块;信号分析模块负责统计超声波在上、
下表面的传播时间,采用波形数据分析软
件,计算出试件厚度,输出测量厚度变化
情况,以检测腐蚀情况。
法律状态
法律状态公告日法律状态信息法律状态
权利要求说明书
1.一种基于阵列式压电薄膜传感器的管道腐蚀监测装置,其特征在于:包括超声波信
号激励模块、阵列式压电薄膜传感器模块、信号采集与处理模块和信号分析模块;
超声波信号激励模块加载阵列式压电薄膜传感器模块上,信号采集与处理模块的输
入端与阵列式压电薄膜传感器模块连接,信号采集与处理模块的输出端与信号分析
模块连接;其中:
超声波信号激励模块负责控制脉冲信号发生装置发出周期性窄脉冲,该周期性窄脉
冲用以激励阵列式压电薄膜传感器模块来产生超声波;
阵列式压电薄膜传感器模块受到激励产生超声波,超声波在被测试件上、下面多次
地来回反射,反射产生的反射波被阵列式压电薄膜传感器探头接收形成电信号;
信号采集与处理包含信号调理单元、信号采集单元、多通道扫查单元;负责将电信
号放大、滤波、以及多通道扫查处理后,发送给信号分析模块;
信号分析模块负责统计超声波在上、下表面的传播时间,采用波形数据分析软件,计
算出试件厚度,输出测量厚度变化情况,以检测腐蚀情况。
2.如权利要求1所述的一种基于阵列式压电薄膜传感器的管道腐蚀监测装置,其特征
在于:所述的信号采集与处理模块中包含压电信号调理电路,该压电信号调理电路主
要分为三级:电荷放大器、低通滤波电路及电压放大器;采用以集成芯片为核心元件
的信号调理电路,集成芯片为AD745、LMF90及MAX7410。
3.如权利要求1或2所述的一种基于阵列式压电薄膜传感器的管道腐蚀监测装置,其
特征在于:测试时利用耦合剂将阵列式压电薄膜传感器模块粘接在试件待测位置。
说明书
p技术领域
本发明涉及无损检测技术,属于结构健康检测领域,具体涉及一种基于阵列式压电薄
膜(PVDF)传感器的管道腐蚀监测装置。
背景技术
当今,我国经济发展的持续性与高速性对以油气资源为主体的能源需求越来越迫切。
管道鉴于诸多优势,已成为油气资源运输主要手段之一,因而预防管道泄漏等事故十
分重要。超声检测是常规的无损检测技术,具有携带方便、测量简便、精度高、误
差小,能在不损坏设备、零部件的情况下,准确检测管道壁厚。在锅炉、管道等曲面
表面检测中,常规超声压电传感器有很多的限制与困难,对这类待测试件表面为曲面
的结构,现阶段的压电探头无法直接对其进行厚度测量。此外,在实际工
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