基于LabVIEW的远场涡流管道检测系统

远场涡流方法能以相同的检测灵敏度对管道内外管壁缺陷进行检测;检测信号相位与管壁厚度成正比，易于分辨缺陷大小;远场涡流受提离效应影响很小，一般提离距离可达到管道的30%;对填充系数要求低;无需祸合剂[1- 2]。由于具有以上优点，近年来远场涡流检测技术得以迅速发展，并在管道检测中取得了广泛应用。由于远场涡流两次穿越管壁，接收到的信号非常微弱，一般仅有几百微伏到几毫伏级，如何将这么小的信号进行处理，是解决远场涡流检测的关键。

笔者采用仪用放大器AD62o对接收信号进行放大，利用带通滤波滤除干扰信号，通过数据采集卡送至计算机，通过LabVIEW编程，计算接收信号的幅值、相位，得到缺陷深度。试验结果证明，设计仪器能检测出 0.5mm及以上管道出现的伤。通过对检测信号相位的测量，可以测出管道缺陷深度大小。所设计仪器具有实际应用价值。

1管道远场涡流检测基本原理

远场涡流是专门用于铁磁性管道缺陷检测的特殊涡流检测技术田。典型的管道远场涡流检测装置如图1所示，主要包括一个与管道同轴放置的激励线圈和相距2一3倍管道直径的同轴检测线圈，以及一些必要的机械和电子装置[4]。

对激励线圈施加低频交流信号，在该线圈附近会产生两路磁场:沿管道传播的直接藕合磁场及穿出管道后再次穿人管道内部的间接祸合磁场。由于检测线圈与激励线圈之间为2-3倍管径，直接藕合磁场在检测线圈部分衰减接近为0，检测线圈接收的为间接祸合磁场信号。该信号幅值衰减，相位滞后[5]:

式中B为深度为d时的电磁场密度;B。为电磁场面密度;d为管壁厚度;f为激励频率;t为时间;#为管壁材料的磁导率;。为管壁材料电导率;0为相位滞后。

由式(l)和(2)可得，当检测线圈上的信号幅值、相位没变化时，管道无缺陷;当检测到的信号幅值增大、相位提前时，该相应部位附近一定会有缺陷。

2远场涡流检测系统

2.1系统整体框图

远场涡流检测系统结构框图如图2所示。

由DDS合成的70HZ正弦信号经过由TDAZO3O搭接的功率放大电路后，送至激励线圈，激励线圈产生磁场通过间接藕合流人检测线圈，该信号经过放大、滤波处理后通过数据采集卡送至计算机，利用LabVIEW编程计算出检测信号幅值，互相关法计算检测线圈与激励线圈相位差，显示检测信号幅值、相位，计算缺陷深度，设置缺陷深度阑值，设置报警装置对超过缺陷深度部分报警。

2.2传感器

激励线圈、检测线圈都采用0.2mm的漆包线绕制在骨架上，骨架外径 30mm，内径 16mm，高 10mm;为了减少直接藕合路径的磁场流人检测线圈，在激励线圈与检测线圈之间加上钢片一铝片一铜片一钢片一铝片分层迭代的方式组成的磁屏蔽装置;在激励线圈与检测线圈之间放置一个直径 8mm的钢棒，保证磁场快速从激励线圈流人检测线圈。