[發(fā)明專利]電磁超聲探頭以及使用該電磁超聲探頭檢測(cè)管道的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010622792.8
• 申請(qǐng)日: 2010-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN102023186A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 童凱;范弘;劉濤;張建衛(wèi);姚君;杜建生;賈慧明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號(hào): G01N29/24
• 分類號(hào): G01N29/24;G01N29/04;F17D5/06
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星;張軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電磁超聲探頭以及一種使用該電磁超聲探頭檢測(cè)管道的方法。

背景技術(shù)

目前，主要采用漏磁探傷法對(duì)天然氣輸送管道進(jìn)行檢測(cè)，采用漏磁探傷法對(duì)天然氣輸送管道進(jìn)行檢測(cè)通常需要使用多個(gè)檢測(cè)探頭和檢測(cè)通道。因此，漏磁探傷法不僅使檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，而且使探傷的可靠性降低。更重要的是，漏磁探傷法對(duì)于天然氣輸送管道內(nèi)的某些類型的缺陷(例如沿天然氣輸送管道的軸向分布的缺陷)的檢測(cè)靈敏度低，甚至不能檢測(cè)出上述缺陷。從而不能徹底有效地杜絕天然氣輸送管道泄漏和爆裂事故隱患，因此，形成目前對(duì)在役天然氣輸送管道檢測(cè)方面的重大技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種電磁超聲探頭，該電磁超聲探頭不需要使用耦合劑、構(gòu)造簡(jiǎn)單、檢測(cè)快速，并且檢測(cè)靈敏高。

本發(fā)明還提供一種使用電磁超聲探頭檢測(cè)管道(例如，天然氣輸送管道)的方法，利用所述方法能夠在管壁中和管壁內(nèi)同時(shí)激發(fā)出SH1模式的彈性管波和SH表面波，適用于潛入管道內(nèi)的檢測(cè)器(俗稱爬行器)作為載體依靠天然氣的壓力推動(dòng)在管道中行進(jìn)，進(jìn)行自動(dòng)長(zhǎng)距離探傷檢查，從而可有效地檢測(cè)出管壁中和管壁內(nèi)表面上的缺陷，特別是目前漏磁探傷極易漏檢的沿管道軸線方向分布的缺陷，彌補(bǔ)現(xiàn)有管道檢測(cè)能力的不足。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種電磁超聲探頭，該電磁超聲探頭包括：探頭架，具有安裝空間；發(fā)射探頭，固定在安裝空間中，并且與豎直方向呈預(yù)定角度，通過將包括高頻脈沖和低頻脈沖的混合激勵(lì)電流施加給發(fā)射探頭，使得發(fā)射探頭產(chǎn)生用于檢測(cè)待測(cè)對(duì)象的兩種不同的超聲波；接收探頭，固定在安裝空間中，并且相對(duì)于豎直方向與發(fā)射探頭對(duì)稱地布置，接收由待測(cè)對(duì)象反射的超聲波。

根據(jù)本發(fā)明，發(fā)射探頭可包括：探頭骨架，呈長(zhǎng)方體形，由非金屬材料制成，沿著探頭骨架的長(zhǎng)度方向和高度方向形成有圍繞探頭骨架的環(huán)形槽，沿著探頭骨架的長(zhǎng)度方向按照預(yù)定間隔形成有多個(gè)長(zhǎng)方體形插槽，所述多個(gè)插槽沿著探頭骨架的高度方向凹陷在探頭骨架中；線圈，纏繞在探頭骨架的環(huán)形槽中；多個(gè)永磁體，磁極相互交錯(cuò)地安裝在所述插槽中；殼體，呈長(zhǎng)方體形，其下側(cè)設(shè)有開口，用于容納探頭骨架。

根據(jù)本發(fā)明，發(fā)射探頭還可包括探頭保護(hù)膜，該探頭保護(hù)膜用于封閉殼體的開口。

根據(jù)本發(fā)明，接收探頭可包括：探頭骨架，呈長(zhǎng)方體形，由非金屬材料制成，沿著探頭骨架的長(zhǎng)度方向和高度方向形成有圍繞接收探頭的環(huán)形槽，沿著探頭骨架的長(zhǎng)度方向按照預(yù)定間隔形成有多個(gè)長(zhǎng)方體形插槽，所述多個(gè)插槽沿著探頭骨架的高度方向凹陷在探頭骨架中；線圈，纏繞在探頭骨架的環(huán)形槽中；多個(gè)永磁體，磁極相互交錯(cuò)地安裝在所述插槽中；殼體，呈長(zhǎng)方體形，其下側(cè)設(shè)有開口，用于容納探頭骨架。

根據(jù)本發(fā)明，發(fā)射探頭的線圈的匝數(shù)可小于接收探頭的線圈的匝數(shù)，發(fā)射探頭的線圈的漆包線的直徑可大于接收探頭的線圈的漆包線的直徑。

根據(jù)本發(fā)明，所述多個(gè)永磁體的數(shù)量可大于或者等于7。

根據(jù)本發(fā)明，所述兩種超聲波可分別是SH1模式的彈性管波和SH表面波。

根據(jù)本發(fā)明，所述預(yù)定角度可以在3度至6度范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種使用電磁超聲探頭檢測(cè)管道的方法，所述電磁超聲探頭包括：探頭架，具有安裝空間；發(fā)射探頭，固定在安裝空間中，并且與豎直方向呈預(yù)定角度；接收探頭，固定在安裝空間中，并且相對(duì)于豎直方向與發(fā)射探頭對(duì)稱地布置，所述方法包括以下步驟：通過將包括高頻脈沖和低頻脈沖的混合激勵(lì)電流施加給發(fā)射探頭，使得發(fā)射探頭產(chǎn)生用于檢測(cè)待測(cè)對(duì)象的兩種不同的超聲波；接收探頭接收由待測(cè)對(duì)象反射的超聲波。

根據(jù)本發(fā)明，所述兩種超聲波可分別是SH1模式的彈性管波和SH表面波，SH1模式的彈性管波用于檢測(cè)管道壁中的缺陷，SH表面波用于檢測(cè)管道內(nèi)表面上的缺陷。

根據(jù)本發(fā)明，發(fā)射探頭和接收探頭可沿著管道的軸向依次布置，發(fā)射探頭和接收探頭相對(duì)于管道的徑向按照預(yù)定角度對(duì)稱地布置。

根據(jù)本發(fā)明，所述預(yù)定角度可在6度至12度范圍內(nèi)。