[實用新型]一種基于周向導波檢測厚壁管道缺陷的壓電換能器

有效

• 申請號: 201420578613.9
• 申請日: 2014-10-09
• 公開（公告）號: CN204101523U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 盧超;戴翔;韓志偉;陳果
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G01N29/34
• 分類號: G01N29/34
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本實用新型涉及一種用周向導波檢測石油化工、火電、核電等能源行業中厚壁管道的裝置，屬于無損檢測技術領域；具體涉及一種基于周向導波檢測厚壁管道缺陷的壓電換能器。?

背景技術

厚壁管道在石油化工、火電、核電等能源行業的承壓特種設備中廣泛使用。按照標準GB/T5777-2008?的有關定義，管道外徑和壁厚之比小于20的管道稱之為厚壁管道。目前，國內外對厚壁管道的無損檢測方法主要是逐點檢測方式，通常采用工作頻率較高且普通材質的壓電晶片，其檢測方法效率低，內壁缺陷難以檢出，檢測范圍有限，易漏檢且誤判高，現有的換能器難以實現快速有效地檢測。

發明內容

本實用新型的目的在于克服了傳統超聲檢測中檢測效率低且內壁缺陷難以檢出的缺點，提供一種基于周向導波檢測厚壁管道缺陷的壓電換能器，可實現整個壁厚范圍內缺陷的檢測。?

本實用新型是通過以下技術方案來實現的：

一種基于周向導波檢測厚壁管道缺陷的壓電換能器，用于石油化工、火電、核電等能源行業中厚壁管道的無損檢測，其特征在于：所述壓電換能器主要由復合材料壓電晶片和有機玻璃楔塊組成，壓電晶片的上表面裝有背襯阻尼塊，壓電晶片緊貼在楔塊上，同時激勵信號，楔塊與厚壁管道的接觸面制作成弧面，將該壓電換能器置于厚壁管道表面，在厚壁管道中形成周向導波，可實現整個壁厚范圍內缺陷的檢測。

上述楔塊的弧面與厚壁管道外徑的曲率相同。

上述楔塊的前端刻制均勻排布的鋸齒，同時填充吸聲材料。

上述楔塊角度的范圍為37°～55°。

上述壓電晶片的工作頻率范圍為0.5MHz～0.7MHz。

上述壓電晶片的尺寸是：?

當工作頻率為0.5MHz時，壓電晶片的尺寸是35mm×20mm；

當工作頻率為0.7MHz時，壓電晶片的尺寸是30mm×18mm；

當工作頻率介于0.5MHz和0.7MHz之間時，壓電晶片的尺寸是A×B，其中A的范圍是30～35mm，B的范圍是18～20mm。?

本實用新型的優點和效果是：

本實用新型提供了一種基于周向導波檢測厚壁管道缺陷的壓電換能器，具有以下優點：楔塊加工成弧面能有效地增加壓電換能器與厚壁管道的接觸面積，使聲能盡可能多地進入厚壁管道，提高了聲能利用率；楔塊前端刻制均勻排布的鋸齒，并填充吸聲材料，可吸收從楔塊與厚壁管道接觸面發射回來的信號，降低了始波寬度；缺陷檢測靈敏度高，聲束覆蓋整個壁厚，軸向聲束寬度較窄，不僅能檢測整個壁厚范圍內的缺陷，還能對缺陷進行精確定位；檢測效率高，可以實現長距離缺陷檢測，能夠適用于厚壁管道的無損檢測。

附圖說明

圖1?為本實用新型的結構示意圖。

在圖1中：1、壓電晶片，2、楔塊，3、背襯阻尼塊，4、厚壁管道，5、檢測接觸面，6、吸聲材料，7、楔塊角度。?

具體實施方式

以下結合附圖說明對本實用新型的實施例作進一步詳細描述，但本實施例并不用于限制本實用新型，凡是采用本實用新型的相似結構及其相似變化，均應列入本實用新型的保護范圍。

本實用新型提供了一種基于周向導波檢測厚壁管道缺陷的壓電換能器，用于石油化工、火電、核電等能源行業中厚壁管道的無損檢測，如圖1所示，其特征在于：所述壓電換能器主要由復合材料壓電晶片1和有機玻璃楔塊2組成，壓電晶片1的上表面裝有背襯阻尼塊3，壓電晶片1緊貼在楔塊2上，楔塊2與厚壁管道4的接觸面制作成弧面，所形成的接觸面為檢測接觸面5，將該壓電換能器置于厚壁管道4表面，同時激勵信號，在厚壁管道4中形成周向導波，可實現整個壁厚范圍內缺陷的檢測。

本壓電換能器所采用的是接觸法檢測，因此要求楔塊2的弧面與厚壁管道4外徑的曲率相同，使聲能盡可能多地進入厚壁管道，提高檢測靈敏度。?

上述楔塊2的前端刻制均勻排布的鋸齒，同時填充吸聲材料6，可吸收從檢測接觸面5發射回來的干擾信號，降低了始波寬度。

上述楔塊角度7的范圍為37°～55°。

上述壓電晶片1的工作頻率范圍為0.5MHz～0.7MHz。

上述壓電晶片1尺寸是：?

當工作頻率為0.5MHz時?，壓電晶片1的尺寸是35mm×20mm；

當工作頻率為0.7MHz時?，壓電晶片1的尺寸是30mm×18mm；

當工作頻率介于0.5MHz和0.7MHz之間時，壓電晶片1的尺寸是A×B，其中A的范圍是30～35mm，B的范圍是18～20mm。?

實施例1：