[實(shí)用新型]磁致伸縮導(dǎo)波傳感器及含有傳感器的換熱管缺陷檢測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420492407.6
• 申請(qǐng)日: 2014-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN204129008U
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武新軍;汪玉剛;孫鵬飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04;G01N29/34;G01N29/24
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于超聲無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及換熱管內(nèi)檢測(cè)用磁致伸縮導(dǎo)波傳感器及含有傳感器的換熱管缺陷檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

換熱管在石化行業(yè)中被廣泛使用，且使用數(shù)量正隨著行業(yè)發(fā)展急劇增加。由于換熱管工作環(huán)境惡劣，經(jīng)常處于高溫、高壓的條件下，其應(yīng)力狀況復(fù)雜，在應(yīng)力交互作用下容易產(chǎn)生失效，且腐蝕的積累也極易導(dǎo)致?lián)Q熱管產(chǎn)生失效，因而存在極大的安全隱患，所以對(duì)換熱管的檢測(cè)是十分必要的。面前，對(duì)于換熱管的檢測(cè)方法主要有遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)、局部磁飽和渦流檢測(cè)、內(nèi)旋轉(zhuǎn)超聲相控陣檢測(cè)以及漏磁檢測(cè)方法。上述檢測(cè)方法，其傳感器的檢測(cè)范圍有限，因而傳感器必須穿過(guò)換熱管被檢區(qū)域，才能完成整根換熱管的檢測(cè)，探頭的移動(dòng)過(guò)程使得檢測(cè)效率偏低，且裝置較為復(fù)雜。另一方面，要求換熱管對(duì)被檢區(qū)域內(nèi)壁進(jìn)行清洗，也影響了上述方法的檢測(cè)效率。

超聲導(dǎo)波檢測(cè)具有通過(guò)單點(diǎn)激勵(lì)即可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用于換熱管檢測(cè)，在檢測(cè)過(guò)程中無(wú)需移動(dòng)探頭即可對(duì)整根換熱管進(jìn)行檢測(cè)。現(xiàn)在有一種波檢測(cè)方法是利用磁致伸縮傳感器在波導(dǎo)管中激勵(lì)扭轉(zhuǎn)波脈沖，通過(guò)導(dǎo)波錐與換熱管內(nèi)壁的機(jī)械耦合，將波導(dǎo)管中的扭轉(zhuǎn)波脈沖傳至換熱管，同理接收扭轉(zhuǎn)波回波，完成對(duì)換熱管的檢測(cè)。該方法要求換熱管內(nèi)表面與導(dǎo)波錐接觸良好，以實(shí)現(xiàn)良好的機(jī)械耦合，因而對(duì)換熱管內(nèi)壁的表面要求較高，對(duì)于換熱管內(nèi)表面凹凸不平的情況，表面處理較為繁瑣，從而造成了實(shí)際操作中的不便。

另外，還有一種技術(shù)是用于換熱管的檢測(cè)方法，通過(guò)電磁場(chǎng)的能量耦合，基于磁致伸縮效應(yīng)，在換熱管中激勵(lì)并接收扭轉(zhuǎn)波，完成對(duì)換熱管的檢測(cè)。該方法要求導(dǎo)電鋼刷與換熱管內(nèi)壁接觸良好，以構(gòu)成直流回路用以提供周向偏置磁場(chǎng)，因而仍需對(duì)管道表面進(jìn)行處理，在實(shí)際操作中會(huì)帶來(lái)不便。上述兩種傳感器均要求良好的表面接觸，清洗要求高；且均是利用扭轉(zhuǎn)波檢測(cè)換熱管缺陷，而扭轉(zhuǎn)波對(duì)軸向缺陷敏感，而對(duì)于周向缺陷并不敏感，因而對(duì)其檢測(cè)對(duì)象有較大限制。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)上述缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供了換熱管內(nèi)檢測(cè)用磁致伸縮導(dǎo)波傳感器及含有傳感器的換熱管缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，其在檢測(cè)時(shí)將傳感器線圈部分放置在管內(nèi)，無(wú)需與換熱管機(jī)械接觸，檢測(cè)過(guò)程中無(wú)需移動(dòng)傳感器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱管的高效檢測(cè)；使用釤鈷材料的激勵(lì)磁鐵和接收磁鐵提供靜態(tài)偏置磁場(chǎng)，可激勵(lì)出模態(tài)單一的縱向?qū)Рǎ欣谌毕莸臋z測(cè)與識(shí)別。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了用于換熱管缺陷檢測(cè)的磁致伸縮導(dǎo)波傳感器，包括外殼，所述外殼整體呈圓柱形，外殼的外側(cè)壁上設(shè)置有第一環(huán)形布線槽和第二環(huán)形布線槽，所述第一環(huán)形布線槽和第二環(huán)形布線槽內(nèi)分別放置有激勵(lì)線圈和接收線圈，激勵(lì)線圈和接收線圈均為螺線管線圈，外殼內(nèi)腔在對(duì)應(yīng)于激勵(lì)線圈和接收線圈的位置分別放置有激勵(lì)磁鐵和接收磁鐵，所述激勵(lì)磁鐵和接收磁鐵均為釤鈷永久磁鐵，所述激勵(lì)磁鐵和接收磁鐵均呈圓柱形且極化軸線均平行于外殼的軸線，外殼的一端連接有插頭連接座，插頭連接座上連接有激勵(lì)插頭和接收插頭，激勵(lì)插頭通過(guò)激勵(lì)導(dǎo)線與激勵(lì)線圈相連接，接收插頭通過(guò)接收導(dǎo)線與接收線圈相連接，激勵(lì)插頭和接收插頭均安裝在插頭連接座遠(yuǎn)離外殼的一側(cè)。

優(yōu)選地，所述激勵(lì)磁鐵和接收磁鐵之間設(shè)置有中間定位件，中間定位件位于外殼內(nèi)且其兩端分別與激勵(lì)磁鐵和接收磁鐵相抵接。

優(yōu)選地，所述外殼遠(yuǎn)離插頭連接座的一端安裝有端部定位件，所述端部定位件的一端伸入外殼內(nèi)與接收磁鐵相抵接。

優(yōu)選地，所述插頭連接座靠近外殼的一側(cè)延伸有柱臺(tái)，所述柱臺(tái)伸入外殼內(nèi)部并與激勵(lì)磁鐵相抵接，柱臺(tái)上設(shè)置有便于激勵(lì)導(dǎo)線和接收導(dǎo)線穿過(guò)柱臺(tái)的走線孔。

優(yōu)選地，所述插頭連接座包括箱體和蓋在箱體上蓋板，所述激勵(lì)插頭和接收插頭均安裝在蓋板上。

優(yōu)選地，所述外殼、端部定位件、中部定位件和插頭連接座均由絕緣材料制成。

優(yōu)選地，所述外殼上設(shè)置有便于激勵(lì)導(dǎo)線和接收導(dǎo)線走線的走線長(zhǎng)槽，所述第一環(huán)形布線槽、第二環(huán)形布線槽和走線長(zhǎng)槽內(nèi)均灌封有環(huán)氧樹脂。

優(yōu)選地，所述激勵(lì)磁鐵的長(zhǎng)度為激勵(lì)線圈的寬度的兩倍以上，所述接收磁鐵的長(zhǎng)度為接收線圈的寬度的兩倍以上。