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专利名称：管道材料识别的制作方法
技术领域：
本发明涉及管道材料的判定，特别是涉及诸如输气管道之类地下用管道材料的判定。
背景技术：
输气管网包括由各种金属制成的各种地下管道，尤其是灰口铸铁、离心铸铁，球墨铸铁(这三者均为铸铁)以及钢制成的地下管道。每种金属在不同程度上都易受不同类型的老化，比如应力腐蚀、脆化等，从而根据管道的材料，需要在不同的时间段进行更换、维护或维修。因而能够可靠地确定管道由什么材料制成是很重要的。通常，对输气网中已有管道材料的判定是通过挖掘暴露出管道的一部分，对其取样并在显微镜下检测来进行的。然而，这样做费时、操作不便而且费用昂贵。本发明的一个目的是利用一种至少消除了现有方法一个缺点的方法来判定管道材料。

发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于判定地下管道材料的方法，该方法包括暴露出管道的一部分；在该管道的暴露部分上放置具有初级绕组和次级绕组的线圈装置，从而使管道对初级绕组与次级绕组间的感应耦合起作用；向初级绕组中通入激励电流，从而在次级绕组中感应出指示管道电感值的信号；以及根据次级绕组中的感应信号来判定管道材料。
这种方法远远快于需要送检管道取样的传统方法。
可以通过对次级绕组中的感应信号与预先使用已知材料的管道获得的感应信号进行比较来判定管道材料。
线圈装置可以包含一金属轭，在其部分长度上缠绕有初级和次级绕组。该轭优选地由涂覆有绝缘材料的铁或铁粉的颗粒制成。涂覆后的颗粒优选地被压制并烧结在一起。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于判定地下管道材料的设备，该设备包括具有初级绕组和次级绕组的线圈装置，将该线圈装置放在管道的暴露部分上，从而使管道对初级绕组与次级绕组间的感应耦合起作用；用于向初级绕组施加激励电流以在次级绕组中感应出指示管道电感值的信号的装置；以及用于根据次级绕组中的感应信号来判定管道材料的装置。
判定装置优选地将次级绕组中的感应信号与预先使用已知材料的管道获得的感应信号进行比较。
线圈装置包含一个金属轭，在其部分长度上缠绕有初级绕组和次级绕组。该轭优选地由涂覆有绝缘材料的铁或铁粉的颗粒制成。可以将涂覆后的颗粒压制并烧结在一起。


下面参照附图对用于判定管道材料的方法和设备的示例进行说明，图中图1显示的是用于判定管道材料的设备，该设备置于管道上；图2是置于一个较大口径管道上的该设备的一部分的截面图；以及图3是置于一个较小口径管道上的该设备的一部分的截面图。
具体实施例方式
如图1所示，通过在地下管道10的一部分周围进行挖掘，将管道10的该部分暴露出来。然后将线圈装置11安装于管道10的该暴露部分。本示例中的线圈装置11包括缠绕有初级线圈13和次级线圈14的铁轭12。线圈13和14沿着轭11彼此分开。
初级线圈13作为驱动线圈与激励装置15相连，在此示例中，激励装置15产生交流电并通过导线16导入初级线圈13。初级线圈13中的交流电产生磁路17，该磁路17通过轭12和与管道10相接触的两部分轭12a之间的那一部分管壁10。磁路17在作为传感线圈的次级线圈14中产生交流电。使用通过导线19与所述次级线圈相连的检测器18来检测所产生的交流电。在此示例中，检测器18包括一个用于将交流电转变成直流电的整流器和一个电压表。
使用次级线圈14中的感应信号来判定管道材料的方法很多。由于输出信号的强度或幅值取决于磁路通过轭12和管壁10的效率，所以管壁材料的任何变化都会影响磁路的效率，从而影响由检测器18测量到的输出信号。从而，本发明有效地测量了管道材料的导磁率。通过利用检测器18的整流器和电压表来预先确定许多已知材料管道的输出信号的强度或幅值，就可以将待测管道的输出与这些预先确定的输出进行比较来判定该管道的材料。
另选地，激励装置可以向初级线圈13施加多频率扫描。不同材料的管道将产生不同频率下的峰值。通过预先确定不同材料管道的峰值频率，就可以将待测管道的峰值频率与这些预先确定的数据进行比较来判定该管道的材料。
轭12可由层压的铁片制成以减少涡流的影响，这些涡流形成并与磁路17作用相反，从而削弱了磁路17的作用。不过，轭12优选地由粉末状或颗粒状的铁制成，所述颗粒涂覆有绝缘材料，涂覆后的颗粒被压制并烧结在一起。这就比由层压片制成的轭12更能降低涡流，从而可以产生更加清晰、更加精确的结果。
对于不同直径的管道，为了在轭12与管道10之间提供良好的接触，与管道接触的轭12a部分的截面可以具有适合管道表面的恰当曲率。例如，当用于如图1和图2的对应侧视图中所示的大口径管道时，与管道接触的轭12a部分的截面可以只具有很小的曲率，甚至没有曲率。相反，当用于如图3所示的相对较小口径(例如8cm)的管道时，则与管道10接触的铁轭12a部分的截面可以有不同的曲率，从而使轭与管道之间保持良好的接触以进行可靠的测量。
权利要求
1.一种用于判定地下管道材料的方法，该方法包括暴露管道的一部分；将具有初级绕组和次级绕组的线圈装置放在管道的这段暴露部分上，从而该管道对初级绕组和次级绕组间的感应耦合起作用；向初级绕组施加激励电流以在次级绕组中感应出指示管道电感值的信号；以及根据次级绕组中的感应信号来判定管道材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过比较次级绕组中的感应信号与预先使用已知材料获得的感应信号来判定管道材料。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于对次级线圈中的感应信号进行整流以产生一电压，并将该电压与已知材料的预先确定的电压相比较。
4.根据以上权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于线圈装置包括一金属轭，所述初级绕组和次级绕组缠绕在其部分长度上。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述的轭由涂覆了绝缘材料并且压制在一起的颗粒状或粉末状铁制成。
6.根据以上权利要求中任何一项所述的方法，其特征在于所述线圈装置放在管道暴露部分上的部分的截面具有在该线圈装置与管道间提供良好接触的曲率。
7.一种如在这里参照附图所说明的方法。
8.一种用于判定地下管道材料的设备，该设备包括具有初级绕组和次级绕组的线圈装置，该线圈装置被放在管道的暴露部分上，从而该管道对初级绕组和次级绕组间的感应耦合起作用；用于向初级绕组施加激励电流以在次级绕组中感应出指示管道的电感值的信号的装置；以及用于根据次级绕组中的感应信号来判定管道材料的装置。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于所述用于判定管道材料的装置配置为对次级绕组中的感应信号与预先使用已知材料获得的感应信号进行比较。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于所述判定装置包括一整流器，用于产生要与已知材料的预定电压进行比较的电压。
11.根据权利要求8至10中任何一项所述的设备，其特征在于所述线圈装置包括一金属轭，所述的初级绕组和次级绕组缠绕在其部分长度上。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于所述的轭由涂覆了不导电材料并且压制在一起的颗粒状或粉末状铁制成。
13.根据权利要求8至12中任何一项所述的设备，其特征在于所述线圈装置放在管道暴露部分上的部分的截面具有在该线圈装置与管道间提供良好接触的曲率。
14.一种如前面参照附图所述的用于判定管道材料的设备。
全文摘要
一种用于判定地下管道材料的方法，该方法包括暴露管道的一部分；将具有初级绕组和次级绕组的线圈装置放在管道的该暴露部分上，从而该管道对初级绕组和次级绕组间的感应耦合起作用；向初级绕组施加激励电流以在次级绕组中感应出指示管道电感值的信号；以及根据次级绕组中的感应信号来判定管道材料。
文档编号G01N33/20GK1527939SQ02810798
公开日2004年9月8日 申请日期2002年5月28日 优先权日2001年6月1日
发明者约翰·菲利斯·波德, 约翰 菲利斯 波德 申请人:格子知识产权有限公司