基于单片机AT89C52的漏磁检测实验系统开发

　　0引言

　　石油/天然气是生活生产的能量来源，而大量的石油/天然气采用管道运输，管道的损坏程度关系到是否安全运输。在众多的无损检测技术中，漏磁场检测技术以检测原理简单，操作方便，适合管道检测环境，在管道检测中占了举足轻重的地位。

　　在工程实际中，漏磁检测受检测环境的制约，不适合在线处理数据，所以采用离线处理数据的方式。大部分检测系统只对检测数据作简单的处理，然后保存在检测电路中。当采集结束后，通过接口发送到计算机中。复杂的信号处理任务由上位机来完成。

　　1检测原理

　　磁铁有2个磁极，南极(S极)和北极(N极)，磁极通过磁场对其他的磁极施加作用力。磁力线用来表示磁场所产生的的强度和方向，所以磁力线既有大小又有方向，磁力线的密集程度表示磁场的强弱。当一块磁铁被放置在管道壁附近时，如图1(a)所示，由于铁磁性材料的磁阻小于周围的介质，大多数磁力线都通过管道壁到达另一极，只有少数磁力线通过周围的介质。在某些有缺陷的地方，磁漏是由于管道壁的厚度减小引起的，如图1(b)所示。在这些地方，管道壁完整的区域中的磁通量比那些由于金属缺失而变薄的区域中的磁通量要大。在管道上有缺陷的区域，磁力线从管道的内、外表面泄漏出来，形成漏磁场[1]。

　　磁敏元件可以把磁场信号转换为电信号。将磁敏元件在漏磁场周围移动，变化的磁场信号被磁敏元件转化为变化的电信号。对比不同的缺陷和对应的电信号的变化，对电信号进行特征提取，找到缺陷的几何尺寸(缺陷的长度、宽度、深度、倾角、圆角等参数)和信号特征的关系，得到电信号部分特征与缺陷几何尺寸的对应关系。根据这种对应关系，对检测漏磁场的信号进行识别，可以反推出它的几何尺寸。

　　2检测系统的设计

　　将smm厚的钢板作为检测对象，我们制作了漏磁检测系统。在5张(500x30Ox5)mm的钢板上制作了40个圆坑，直径从6mm一20mm均匀变化，深度分20%、35%、50%、65%、80%等五种情况。

　　在本漏磁检测系统中，分为信号采集，信号滤波，信号放大，模/数转换，数据存储，距离标定和串口数据发送等部分如图2。单片机AT习9C52是整个检测电路的核心，控制A江)转换和数据存储和串口数据发送等。霍尔元件检测漏磁场数据，将磁场信号转换为微弱的电信号。该检测信号经过滤波、放大后，输人到模/数转换器，单片机AT89C52把转换结果保存到存储器中。单片机读取检测电路通过串行口将检测数据发送到计算机上。