[實用新型]一種橫波模式電磁超聲管道內檢測螺旋導波換能器

有效

• 申請號: 201720781438.7
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN206868548U
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 邢燕好;楊理踐;高娜;高松巍;張佳;張青斌;孫自強;桂珺;王宏;王英智
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: B06B1/04
• 分類號: B06B1/04;G01N29/34
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙)21115
• 代理人: 宋鐵軍

技術領域

本實用新型屬于無損檢測中超聲檢測技術領域，涉及一種橫波模式電磁超聲管道內檢測螺旋導波換能器，具體涉及一種應用于管道無損檢測的橫波模式電磁超聲管道內檢測螺旋導波換能器。

背景技術

金屬管道種類繁多、數量大，應用廣泛。應用于諸如電力電站、石化、石油，化工行業，機械行業、長輸油氣、供水工程，跨海大橋，碼頭橋樁給水、排水、供熱、供煤氣、農業灌溉、水力工程和各種工業裝置中。管道的無損檢測對其使用的安全評價和修復具有重要作用。電磁超聲檢測技術是超聲波無損檢測技術的一種，是無損檢測領域一種新型、有效的技術，可用于金屬材料的檢測。電磁超聲波檢測的原理與傳統壓電超聲波檢測技術不同。在工業領域中，電磁超聲檢測具有非接觸、無需耦合劑等優勢，在管道檢測中有廣泛的應用市場。

電磁超聲換能器是電磁超聲檢測的關鍵。電磁超聲換能器即是超聲檢測的探頭部分，是產生和接收超聲波的核心部件。線圈置于被測工件近表面，對線圈通交變電流，在近表面內部產生渦流，在磁場偏置作用下，交變渦流受到交變的洛倫茲力。渦流質點在交變洛倫茲力的作用下，形成機械振動，產生超聲波。在電磁超聲檢測應用過程中，因線圈形狀和與磁場偏置不同，產生不同種類超聲波。根據超聲波的傳播原理，進行金屬管道無損檢測。

金屬管道的缺陷普遍存在周向、縱向、斜向的多方向性缺陷，而傳統研究的電磁超聲換能器僅能產生單一縱向導波或周向導波，不能滿足電磁超聲管道檢測的實際需求。

發明內容

實用新型目的：

本實用新型提供一種橫波模式管道內檢測電磁超聲螺旋導波換能器，可以產生沿管道不同方向傳播的電磁超聲導波，從而實現管道任意方向螺旋導波的產生和任意方向管道缺陷的檢測。

技術方案：

一種橫波模式電磁超聲管道內檢測螺旋導波換能器，包括保護外殼、握持結構、行走支撐結構、永磁鐵、線圈和軛鐵，其特征在于：保護外殼為拱形，保護外殼兩側平面連接有行走支撐結構，一側行走支撐結構的另一側連接有握持結構，保護外殼外弧面上側開有容納槽，容納槽內連接有軛鐵，軛鐵上端面連接有兩個永磁鐵，永磁鐵上端面為弧面，兩塊永磁鐵中間連接有線圈，兩塊永磁鐵的弧面磁性相反。

所述行走支撐結構由支撐件和滑輪組成，支撐件連接于保護外殼兩側平面，滑輪安裝于支撐件上部。

所述握持結構由連接角件、手柄、內桿和把手組成，連接角件連接在行走支撐結構的支撐件一側，內桿螺紋連接于手柄的一端，內桿連接在連接角件的另一側，手柄的端部一側連接有把手。

所述把手設有扣手槽，扣手槽為四個圓橫向交疊組成。

所述手柄和內桿上還連接有鎖緊件。

所述手柄為管狀結構，管狀結構一端是封閉的，管壁一側開有豁口，內壁設有內螺紋，內桿為圓柱形，外壁設有與手柄內壁內螺紋相匹配的外螺紋，內桿間隔開有環形槽，鎖緊件和環形槽寬度與豁口寬度相同，鎖緊件包括鎖緊件A和鎖緊件B，鎖緊件A一側設有半圓槽A，半圓槽A直徑與內桿的環形槽內直徑相匹配，鎖緊件B一側設有半圓槽B，半圓槽B直徑與手柄的外直徑相匹配。

所述支撐件為“L”型，下部轉角處上平面緊貼于保護外殼內弧面，上側中間開有方槽，滑輪安裝于方槽內。

所述線圈為柔性線圈，線圈整體斷面為拱形，其下弧面與永磁鐵上弧面重合，平面所視線圈為傾斜曲折形狀，工作導線長于端線，工作導線與端線不垂直。

所述軛鐵平面中間位置設有注膠通道A，保護外殼與注膠通道A相對應的位置設有注膠通道B。

優點及效果：

與傳統壓電超聲檢測比較，電磁超聲檢測在實際應用中有以下優勢：對被測工件要求低，不需要與被測工件接觸，就可向其發射和接收返回的超聲波，因此對被探工件表面不要求特殊清理，較粗糙的表面也可直接探傷；電磁超聲換能器不需要任何耦合介質，因其是靠電磁效應發射和接收超聲波的，其能量轉換則是在被測工件表面的趨膚層內進行的；適用范圍廣，電磁超聲換能器可通過更換線圈產生不同種類的超聲波。與管道外檢測設備相比，管道內檢測更適用于檢測長埋于地下油氣管道。

電磁超聲管道螺旋導波換能器可通過改變工作夾角，即工作導線與端線之間的夾角產生不同升角的螺旋導波。與傳統管道縱向超聲導波或周向超聲導波相比，該螺旋導波能實現管道縱向、周向、斜向即任意方向的超聲波的產生和缺陷檢測，使得電磁超聲管道檢測范圍全面，廣泛。