[發明專利]一種水管無損檢測的電磁超聲探頭

有效

• 申請號: 201810964194.5
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN108982670B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 王宏;馮佳俊;施沈科;謝國利;何燕;許衛榮
• 申請（專利權）人: 湖州市特種設備檢測研究院
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01S17/08;F17D5/06
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟

一種水管無損檢測的電磁超聲探頭，包括外殼，檢測部分，設置在檢測部分右側的旋轉部分，信號處理部分，檢測部分中設置有電磁超聲檢測模塊、深度探測模塊和信號傳輸中轉站，電磁超聲檢測模塊包括滾珠，氣壓式膨脹管道和電磁超聲換能器；深度探測模塊包括激光測距探頭、控制電路系統和齒條，齒條被伺服電機驅動下的齒輪帶動后，可控制旋轉部分實現轉動式前進；氣壓式膨脹管中包括安裝在滾珠頂端的壓力傳感器、轉動室、螺桿轉子和與螺桿轉子螺紋活動連接的壓力泵。能檢測不同直徑大小管道的破損情況，利用氣壓式膨脹貼合管道內壁表面，采用電磁超聲換能器來對管道進行無損檢查，且移動順暢，使無損檢測效果更加準確。

技術領域

本發明涉及無損檢測領域，尤其涉及一種水管無損檢測的電磁超聲探頭。

背景技術

城市地下管網是城市深埋在地下的血管，在城市建設中起著重要的作用。供水管線，排水管線，天然氣管線等等都長期埋設在地下各自起著不同的作用。因早期城市地下管道規劃較為落后，分布情況紛繁復雜并且深埋在地下造成了管道難以統一管理，也給后來的新城市建設制造了不少問題。超期服役、管道老化、地質變動、施工不良等情況容易引起的地下管道泄漏，是管網運行維護中的巨大挑戰。由于地下管道泄漏難以定位和監控，且早期泄漏較隱蔽難以及時發現，也給地下管道的安全運行和維護維修帶來了挑戰。

大城市的地下排水管網分布廣泛，長度甚至可達數千公里。而當前給水管網泄漏檢測主要是靠人工巡檢、車載巡檢、民眾反饋等被動方法進行處理。故管網泄漏日常人工巡檢和車載巡檢的工作量是非常繁重的,并且不能做到泄漏及時檢測。

此外，現有的電磁超聲探頭的永磁鐵是單級或是反向多級排列型，但無論何種永磁鐵，數量上的改變都是為了提高待測工件的磁化強度，但是根本上沒法解決磁力線散射的問題，隨著電磁超聲探頭與待測工件提離距離的提高，只要是毫米的變化，磁化強度就成指數遞減，并且實驗證明待測工件上的磁力波紋成環狀散射，環中心和環外側磁化最弱，因此如何聚集磁力線，使待測工件的磁化強度提高是亟待解決的技術問題。

由于信號源的交直流轉化和信號源的穩定度影響檢測效果，比如CN 105465614 A提到的利用泄漏檢測裝置來檢測，當整體或絕緣外層發生破損，對地絕緣電阻發生變化，但是這種檢測過程中，信號傳輸和處理信息的過程比較復雜，且容易出現干擾，影響到檢測的穩定性和精確性，且對于管壁不能進行全方位的檢測，會容易出現漏洞，所以需要對此進行改進。

現有的電磁超聲檢測裝置是材料無損檢測的重要方法，對于產品質量保證，重要設備器件安全運行保障發揮著十分重要的作用，對于電磁超聲檢測中使用的電磁超聲換能器及相應的檢測控制電路的技術也比較成熟。它根據磁致伸縮效應原理，既然磁場能夠引起鐵磁性材料微觀結構的變形。若對鐵磁性材料施加交變磁場。交變磁場就會使其周期性變形，而微觀結構的變形就使其產生振動。振動就可以激發超聲波。因此，可以對鐵磁性材料施加高頻交變磁場。使其周期性伸縮振動，從而激發出超聲波。通過對超聲波的采集分析，找到突變波形所對應的材料裂紋，實現無損探傷。使用這一原理設計的傳感器叫電磁超聲換能器(EMAT)。但將電磁超聲檢測裝置運用到實際水管的檢測過程中，仍需要技術創新加以實現。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：設計一種能檢測不同直徑大小管道的破損情況，利用氣壓式膨脹貼合管道內壁表面，采用電磁超聲換能器來對管道進行無損檢查，且移動順暢，使無損檢測效果更加準確的水管無損檢測的電磁超聲探頭。

為了解決上述技術問題，本發明設計的一種水管無損檢測的電磁超聲探頭，包括外殼，檢測部分，設置在檢測部分右側的旋轉部分，信號處理部分，檢測部分中設置有電磁超聲檢測模塊、深度探測模塊和信號傳輸中轉站，電磁超聲檢測模塊包括滾珠，氣壓式膨脹管道和電磁超聲換能器；深度探測模塊包括激光測距探頭、控制電路系統和齒條，齒條被伺服電機驅動下的齒輪帶動后，可控制旋轉部分實現轉動式前進；氣壓式膨脹管中包括安裝在滾珠頂端的壓力傳感器、轉動室、螺桿轉子和與螺桿轉子螺紋活動連接的壓力泵。