[發明專利]基于磁致伸縮扭轉波檢測導磁構件缺陷的裝置

有效

• 申請號: 200710053532.1
• 申請日: 2007-10-11
• 公開（公告）號: CN101140266A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 武新軍;沈功田;徐江;王良云;劉德宇;景為科;康宜華
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;中國特種設備檢測研究院
• 主分類號: G01N29/14
• 分類號: G01N29/14;G01N29/11;G01N27/82
• 代理公司: 華中科技大學專利中心
• 代理人: 方放

技術領域

本發明屬于超聲波無損檢測裝置，特別涉及一種基于磁致伸縮導波檢測管道、斜拉索等構件缺陷的裝置。

背景技術

現有技術中對管道、鋼棒、鋼絲繩及類似的導磁構件中缺陷的檢測主要由磁粉、渦流、超聲等方法。上述方法存在一個問題就是如要檢測構件的特定部位必須將傳感器放置或掃描過相應位置，然而在實際使用現場有些位置是不可達的，如鋼絲繩的桃形環，深埋入地下的管道等，而這些部位往往是使用中的關鍵部位。超聲導波具有一點激勵、可檢測一段距離的優點，被逐漸應用到檢測實踐中，專利號96193606.1公布了一種利用磁致伸縮傳感器的管道和鋼管無損檢測方法和設備，該專利公開了縱向模式的導波傳感器，主要用于檢測橫向缺陷，縱向模式的導波在構件中的衰減較大，存在較明顯的頻散效應。專利申請號200480038549.4公開了一種用于熱交換管的扭轉波檢測的方法和系統，主要利用一種導波探針方案，從管子內部產生和接收扭轉波信號實現缺陷檢測，但該方法無法從管道外部激勵和接收扭轉波，對構件進行檢測時須對構件內表面進行處理。

發明內容

本發明提供一種基于磁致伸縮扭轉波檢測導磁構件缺陷的裝置，目的在于克服縱向模式導波衰減較大，存在較明顯的頻散效應的不足，檢測時無須對構件表面進行處理。

本發明的一種基于磁致伸縮扭轉波檢測導磁構件缺陷的裝置，包括脈沖信號發生器、功率放大器、磁致伸縮扭轉波傳感器、信號預處理器、A/D轉換器以及計算機；其特征在于：

所述磁致伸縮扭轉波傳感器包括激勵單元和接收單元，計算機通過電纜連接脈沖信號發生器控制端，脈沖信號發生器輸出電信號連接功率放大器，功率放大器通過電纜連接激勵單元，激勵單元利用磁致伸縮效應在被檢測的構件中激勵扭轉模態的彈性波；

接收單元利用逆磁致伸縮效應將被檢測構件中的彈性波信號轉換為電信號，輸出到信號預處理器，信號預處理器電信號連接A/D轉換器，轉換后的數字信號輸入計算機的信號采集端。

所述的基于磁致伸縮扭轉波檢測導磁構件缺陷的裝置，其特征在于：

所述的激勵單元和接收單元結構相同，殼體中間開有矩形槽，矩形槽內安放永久磁鐵，永久磁鐵極性為豎直方向，矩形槽兩側分別開有斜槽，斜槽內放置線圈，殼體上表面裝有蓋板，用于保護永久磁鐵和線圈，兩線圈分別與蓋板上的插座連接，殼體底面為倒V型或圓弧面。

所述的基于磁致伸縮扭轉波檢測導磁構件缺陷的裝置，其特征在于：所述永久磁鐵采用稀土永磁體，數量為1～20塊疊加；所述的接收單元中設有前置放大器，線圈接收到扭轉波信號，送到前置放大器處理后再送入預處理器進行處理。

所述的基于磁致伸縮扭轉波檢測導磁構件缺陷的裝置，其特征在于：

所述的激勵單元有M個，并列構成陣列使用，殼體底面的永久磁鐵極性面相同；所述的接收單元有N個，并列構成陣列使用，殼體底面的永久磁鐵極性面相同；M為1～100，N為1～100。

本發明中計算機控制脈沖信號的產生，該信號經功率放大器放大后，通過磁致伸縮扭轉波傳感器的激勵單元在構件中產生扭轉波，該扭轉波在構件中傳播，并由接收單元接收構件中傳播的扭轉波為電信號，經信號預處理器處理后，由A/D轉換器轉換為數字信號，通過計算機處理獲得構件的缺陷信息。利用本發明可方便的激勵和接收扭轉波，檢測出沿構件軸線方向的缺陷，由于扭轉波在構件傳播中受外界影響小，衰減少，可應用于帶包覆層管道，帶PE護管纜索的長距離檢測。

附圖說明

圖1為本發明的構成示意圖；

圖2為本發明中扭轉波傳感器激勵單元的結構圖；

圖3為本發明中帶前置放大器的接收單元的結構圖；

圖4為扭轉波傳感器安裝在鋼管上的示意圖；

圖5為利用本發明在鋼管上獲得的信號波形圖。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發明的內容。

如圖1所示，本發明中，磁致伸縮扭轉波傳感器2包括激勵單元3和接收單元9，計算機6通過通訊電纜與脈沖信號發生器5的控制端連接，脈沖信號發生器5的輸出端連接功率放大器4的輸入端，功率放大器4的輸出端通過高頻電纜連接到激勵單元3，激勵單元3利用磁致伸縮效應在被檢測的構件1中激勵扭轉模態的彈性波，接收單元9利用逆磁致伸縮效應將彈性波信號轉換為電信號，接收單元9的輸出端連接到信號預處理器8的輸入端，信號預處理器8的輸出端連接到A/D轉換器7的輸入端，經轉換后的數字信號由A/D轉換器7的輸出端與計算機6的信號采集輸入端連接。