[發(fā)明專利]一種基于長距離波導(dǎo)的管道超聲導(dǎo)波在線檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611036722.8
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106768283B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫斐然;孫振國;陳強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);浙江清華長三角研究院
• 主分類號: G01H11/04
• 分類號: G01H11/04
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務(wù)所 33233
• 代理人: 陸永強(qiáng)

本發(fā)明提出了一種基于長距離波導(dǎo)的管道超聲導(dǎo)波在線檢測裝置及檢測方法，其特征在于，包括一個(gè)待檢測管道，其沿一條第一軸線延伸設(shè)置；兩個(gè)超聲導(dǎo)波探頭，其采用收發(fā)分離的方式激發(fā)和接收S0模式的蘭姆波，所述的兩個(gè)超聲導(dǎo)波探頭中的一個(gè)為發(fā)射探頭，而另一個(gè)為接收探頭；兩個(gè)長距離波導(dǎo)，所述的兩個(gè)長距離波導(dǎo)中的一個(gè)為發(fā)射波導(dǎo)，而另一個(gè)為接收波導(dǎo)，其中，發(fā)射波導(dǎo)沿一條第一中心線延伸設(shè)置且其一端與所述發(fā)射探頭連接，而其另一端纏繞設(shè)置在所述待檢測管道的外管壁上，接收波導(dǎo)沿一條第二中心線延伸設(shè)置且其一端與所述接收探頭連接，而其另一端纏繞設(shè)置在所述待檢測管道的外管壁上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，檢測效率高，安裝方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于長距離波導(dǎo)的管道超聲導(dǎo)波在線檢測裝置及檢測方法，屬于管道在線檢測領(lǐng)域。

背景技術(shù)

管道作為五大運(yùn)輸工具之一，在運(yùn)輸液體、氣體、漿液等方面具有特殊的優(yōu)勢。然而，管道在長期使用中受沖刷和腐蝕的影響，導(dǎo)致管壁減薄并伴有缺陷產(chǎn)生，常常發(fā)生泄漏事故，不僅造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失，而且會造成嚴(yán)重的安全事故。因此，對管道進(jìn)行無損檢測，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

針對管道管體的無損檢測技術(shù)有很多種,常規(guī)檢測方法包括超聲法、漏磁法、射線法和渦流法等。但是，常規(guī)無損檢測技術(shù)都存在一個(gè)嚴(yán)重的不足：檢測過程為逐點(diǎn)掃描式，一次性檢測距離短，檢測效率低下。因此，常規(guī)無損檢測方法不能有效的應(yīng)用于當(dāng)前工業(yè)中成千上萬公里的管道檢測中。

超聲導(dǎo)波可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳播，聲波衰減率較低，可以在短時(shí)間內(nèi)覆蓋大部分的檢測范圍，檢測效率較高，在管道檢測中具有明顯的優(yōu)勢。因此，超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)被大量應(yīng)用于管道無損檢測領(lǐng)域。然而，現(xiàn)階段的管道超聲導(dǎo)波檢測設(shè)備存在一定的不足，主要體現(xiàn)在無法對工作中的傳輸管道進(jìn)行在線檢測。因?yàn)榇蠖鄶?shù)傳輸管道都工作在非常惡劣的條件下，例如埋地管道和核能化工領(lǐng)域使用的高溫管道，導(dǎo)波探頭無法在腐蝕性的土壤中或高溫環(huán)境中正常工作。現(xiàn)階段，針對埋地管道的超聲導(dǎo)波檢測，采用的方法是對管道進(jìn)行局部開挖后安裝導(dǎo)波探頭進(jìn)行探傷，管道開挖和移除管道上方的裝置都會增加檢測的成本；而針對工作在高溫環(huán)境中的管道，需要在管道停止運(yùn)行并自然冷卻后再檢測，會嚴(yán)重影響管道的正常工作，而冷卻系統(tǒng)和一次性探頭耗材的使用會帶來額外的檢測費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種基于長距離波導(dǎo)的管道超聲導(dǎo)波在線檢測裝置，其特征在于，包括一個(gè)待檢測管道，其沿一條第一軸線延伸設(shè)置，并包括一個(gè)外管壁；兩個(gè)超聲導(dǎo)波探頭，其采用收發(fā)分離的方式激發(fā)和接收S0模式的蘭姆波，所述的兩個(gè)超聲導(dǎo)波探頭中的一個(gè)為發(fā)射探頭，而另一個(gè)為接收探頭，其中，發(fā)射探頭用于激發(fā)超聲波，而接收探頭用于接收超聲波；兩個(gè)長距離波導(dǎo)，所述的兩個(gè)長距離波導(dǎo)中的一個(gè)為發(fā)射波導(dǎo)，而另一個(gè)為接收波導(dǎo)，其中，發(fā)射波導(dǎo)沿一條第一中心線延伸設(shè)置且其一端與所述發(fā)射探頭連接，而其另一端纏繞設(shè)置在所述待檢測管道的外管壁上，第一中心線所在平面垂直于所述第一軸線，接收波導(dǎo)沿一條第二中心線延伸設(shè)置且其一端與所述接收探頭連接，而其另一端纏繞設(shè)置在所述待檢測管道的外管壁上，第二中心線所在平面垂直于所述第一軸線。

本發(fā)明所述超聲導(dǎo)波探頭為基于磁致伸縮機(jī)制的曲折型電磁超聲換能器，其包括永磁鐵陣列和曲折型激勵線圈，永磁鐵陣列提供平行于導(dǎo)波傳播方向的靜態(tài)偏置磁場，曲折型激勵線圈提供平行于導(dǎo)波傳播方向的交變磁場，通過磁致伸縮效應(yīng)可在長距離波導(dǎo)中激發(fā)出S0模式的蘭姆波。

本發(fā)明所述的曲折型激勵線圈緊貼在長距離波導(dǎo)的表面，永磁鐵陣列通過與長距離波導(dǎo)之間的磁吸引力，從而將超聲導(dǎo)波探頭固定在長距離波導(dǎo)的表面。

本發(fā)明還包括兩組波導(dǎo)連接件，這兩組波導(dǎo)連接件分別用于將發(fā)射波導(dǎo)和接收波導(dǎo)固定到待檢測管道上，所述波導(dǎo)連接件設(shè)置在待檢測管道上并將纏繞在待檢測管道上的接收波導(dǎo)或發(fā)射波導(dǎo)固定。