[發(fā)明專利]一種基于電磁超聲相控陣聚焦原理的小徑管無損檢測方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410289724.2
• 申請(qǐng)日: 2014-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN104076092A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳振茂;楊桂才;李勇;解社娟;蔡文路
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/06
• 分類號(hào): G01N29/06
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

1.一種基于電磁超聲相控陣聚焦原理的小徑管無損檢測方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：按照內(nèi)徑為D的待檢測小徑管(2)長度方向的曲率加工螺線管偏置磁場發(fā)生單元(1)，然后將待檢測小徑管(2)同軸內(nèi)置于螺線管偏置磁場發(fā)生單元(1)中；

步驟2：將電磁超聲激勵(lì)線圈單元(3)和陣列檢測線圈單元(4)固定于線圈骨架(5)上構(gòu)成完整的電磁超聲探頭，所述電磁超聲激勵(lì)線圈單元(3)激勵(lì)線圈的數(shù)目n₀為奇數(shù)，線圈寬度為d，厚度為t，線圈間中心距為h；所述陣列檢測線圈單元(4)的檢出線圈面與待檢測小徑管(2)的截面平行，其檢測線圈數(shù)目為n₁，周向尺寸為l₁，徑向尺寸為t₁；其中陣列檢測線圈單元(4)的中心面與電磁超聲激勵(lì)線圈單元(3)中央的編號(hào)為0的激勵(lì)線圈同平面，且陣列檢測線圈單元(4)的檢出線圈數(shù)目n₁＝INT(π(D-2t-2g₁-2g₂)/l₁)，其中：INT表示取整，g₁表示電磁超聲激勵(lì)線圈單元(3)與待檢測小徑管(2)內(nèi)表面的徑向間距，g₂表示陣列檢測線圈單元(4)與電磁超聲激勵(lì)線圈單元(3)內(nèi)面的徑向間距；然后將電磁超聲探頭同軸插入待檢測小徑管(2)中；

步驟3：在螺線管偏置磁場發(fā)生單元(1)中通入50-100kAT的勵(lì)磁電流，從而于螺線管偏置磁場發(fā)生單元(1)內(nèi)部空間形成大小均勻、方向沿待檢測小徑管(2)軸向、垂直于管各截面的強(qiáng)偏置磁場；

步驟4：依據(jù)聚焦法則，設(shè)置一個(gè)檢測周期T₀內(nèi)電磁超聲激勵(lì)線圈單元(3)內(nèi)各激勵(lì)線圈的激發(fā)時(shí)間，利用常規(guī)電磁超聲裝置按照激發(fā)時(shí)間順序向電磁超聲激勵(lì)線圈單元(3)的各激勵(lì)線圈通入脈沖激勵(lì)電壓以激發(fā)超聲波，由于激勵(lì)時(shí)間延遲和距焦點(diǎn)距離的不同，各激勵(lì)線圈激發(fā)的超聲波同一時(shí)間抵達(dá)聚焦焦點(diǎn)，于焦點(diǎn)區(qū)域發(fā)生超聲波疊加，從而增大到達(dá)擬檢測區(qū)域超聲波強(qiáng)度和擬檢測區(qū)域的回波強(qiáng)度，同時(shí)利用位于聚焦點(diǎn)所在截平面的陣列檢測線圈單元(4)測量超聲波回波信號(hào)，從而在一個(gè)檢測周期T₀實(shí)現(xiàn)待檢測小徑管(2)全周同步檢測；

步驟5：由步驟4所述電磁超聲激勵(lì)線圈單元(3)在完成一個(gè)檢測周期T₀內(nèi)從外側(cè)到中央線圈順序激發(fā)各激勵(lì)線圈的時(shí)刻為t_i，i＝0,1,2,…,(n₀-1)/2，記中央線圈編號(hào)為0，其余線圈編號(hào)以中央線圈為對(duì)稱中心往外依次遞增，且兩側(cè)延遲時(shí)間對(duì)稱相等，各激勵(lì)線圈激發(fā)延遲時(shí)間Δt滿足條件Δt=ti-ti+1=(((i+1)h)2+h02-(ih)2+h02)/c,]]>其中：i＝0～(n₀-1)/2，h₀為聚焦深度，h為激勵(lì)線圈中心面間距，c為超聲波波速，設(shè)置陣列檢測線圈單元(4)在電磁超聲激勵(lì)線圈單元(3)內(nèi)編號(hào)為0的中央線圈完成激勵(lì)后開始輸出檢測電壓信號(hào)；按照上述條件設(shè)置電磁超聲激勵(lì)線圈單元(3)內(nèi)各線圈的延遲發(fā)射時(shí)間和陣列檢測線圈單元(4)的信號(hào)輸出時(shí)間，即可在一個(gè)檢測周期T₀內(nèi)完成待檢測小徑管(2)全周的快速檢測；

步驟6：周向?qū)崿F(xiàn)步驟5所述快速掃查的基礎(chǔ)上，通過軸向定速插入電磁超聲探頭進(jìn)行機(jī)械掃查實(shí)現(xiàn)待檢測小徑管(2)的全面掃查；兼顧檢測精度和掃查效率，軸向的掃查速度選取范圍為0.01m/s～0.10m/s；

步驟7：完成上述檢測過程后，截取一定時(shí)間閘門的檢測信號(hào)，分別以A掃、B掃、C掃以及D掃圖進(jìn)行成像顯示，通過圖像異常判斷缺陷的存在和位置。