[發明專利]一種扭轉模態磁致伸縮傳感器、管道檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201810132244.3
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108508085B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 孫斐然;孫振國;陳強;張文;丁雨林
• 申請（專利權）人: 清華大學;浙江清華長三角研究院
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊;張超艷

1.一種扭轉模態磁致伸縮傳感器，其特征在于：包括：

線圈陣列(1)，包括多個以并聯的方式沿周向均勻布置在管道(3)的外圓周面上的線圈；

永磁鐵陣列(2)，包括多個沿周向均勻布置在線圈陣列(1)的徑向外側的永磁鐵(21)，其中，每一永磁鐵都沿管道(3)徑向極化，且沿軸向和周向極性交錯排列，并且，

永磁鐵(21)在周向的列數是線圈個數的兩倍，且任一線圈的中心與其在周向對應的兩列永磁鐵的中心在同一徑向直線上，

其中，永磁鐵陣列(2)還包括與管道(3)同軸布置的磁鐵底座(22)，所述的磁鐵底座(22)內壁為與管道(3)的外徑尺寸相配合的內圓，外壁是一個與管道(3)同軸的棱柱體，棱柱體的每個側面沿軸向設置有多個與永磁鐵尺寸匹配的磁鐵插槽(221)。

2.如權利要求1所述的一種扭轉模態磁致伸縮傳感器，其特征在于：每一線圈的形狀為跑道形。

3.如權利要求1所述的一種扭轉模態磁致伸縮傳感器，其特征在于：所述永磁鐵陣列(2)中軸向相鄰的永磁鐵(21)間距等于所激發扭轉模態導波的半波長。

4.如權利要求1所述的一種扭轉模態磁致伸縮傳感器，其特征在于：線圈陣列采用銅制導線纏繞而成。

5.如權利要求1所述的一種扭轉模態磁致伸縮傳感器，其特征在于：線圈陣列采用柔性電路板印制而成。

6.如權利要求1所述的一種扭轉模態磁致伸縮傳感器，其特征在于：所述磁鐵底座為多節可拆卸式的柔性體。

7.一種管道檢測系統，包含發射探頭和接收探頭，其中，發射探頭和接收探頭都包含權利要求1至6中任一項所述的磁致伸縮傳感器，并且，發射探頭依次與功率放大器和信號發生器連接，接收探頭依次與前置放大器、濾波器和示波器連接。

8.一種利用扭轉模態超聲導波檢測管道的方法，其特征在于，應用權利要求7所述的管道檢測系統進行如下步驟：

將發射探頭和接收探頭以一定間距安裝在管道的外壁上，信號發生器產生的一定頻率的信號通過功率放大器放大后施加到發射探頭上，激勵出超聲導波在管道中向接收探頭方向傳播，當超聲導波遇到缺陷時會產生反射回波，被接收探頭檢測到的反射回波經過前置放大器進行放大和經過濾波器進行濾波處理后，被示波器接收并顯示出來。

9.如權利要求8所述的利用扭轉模態超聲導波檢測管道的方法，其特征在于：通過改變軸向相鄰永磁鐵的間距，激勵出不同模態的扭轉導波。