[發明專利]用于管道檢測的陣元可調干耦合式導波陣列傳感器及方法

有效

• 申請號: 201911035537.0
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110927247B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 袁懋誕;許文進;紀軒榮;陳燕;禤偉明
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/22;G01N29/24
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 楊曉松

本發明公開了用于管道檢測的陣元可調干耦合式導波陣列傳感器及方法，所述傳感器包括套設在管道外部的項圈，所述項圈上沿周向設置有軌道，軌道上可安裝檢測探頭；所述檢測探頭包括探頭外殼以及活動式設置在探頭外殼上方的蓋體，探頭外殼內的下部設置有信號收發元件；所述檢測探頭通過蓋體安裝在所述軌道上。本方案中檢測探頭數量和間距可根據可根據檢測精度和缺陷種類的不同做出調整，可有效地提升檢測精度；檢測探頭采用彈性調節式結構，可以有效降低因各個檢測探頭受力不均而帶來檢測精度的影響，同時也便于檢測探頭在傳感器上的安裝與布設。

技術領域

本發明涉及超聲無損檢測與監測技術領域，具體涉及一種用于管道檢測的陣元可調干耦合式導波陣列傳感器及方法。

背景技術

管道具有高效、安全、穩定、運量大、可靠等優點而在能源運輸中應用廣泛。然而，用于運輸的管道長期處于外界惡劣的環境中，遭受地質災害帶來的沖擊破壞和化學與電化學腐蝕的侵害，導致管道變形、管壁減薄以及裂紋產生，常常會引發泄漏事故，給經濟帶來巨大損失，給生態帶來嚴重創傷，有時還威脅到人的生命安全。要保證龐大的管道網格的安全和正常運營，必須使用高效的、可靠的、準確的無損檢測手段。

針對管道的無損檢測技術有多種，常用的檢測方法如聲發射檢測、射線檢測、渦流檢測、漏磁檢測、磁粉檢測等。但是，這些常規的無損檢測技術都存在著一個顯著的缺點，即檢測過程為逐點掃描式，單次檢測范圍小，檢測效率較低。而超聲導波具有檢測距離遠、檢測精度高、檢測范圍廣的特點。

然而，目前用于管道檢測的超聲波檢測裝置中，檢測探頭、數量不便于調節產生的超聲導波模態比較單一，檢測精度相對較低，從而嚴重限制了超聲導波在管道檢測上的優勢發揮。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于管道檢測的陣元可調干耦合式導波陣列傳感器及方法，用以克服現有超聲波檢測裝置檢測精度相對較低的問題。

為了實現上述任務，本發明采用以下技術方案：

一種用于管道檢測的陣元可調干耦合式導波陣列傳感器，包括套設在待檢測管道外部的項圈，所述項圈上沿周向設置有軌道，軌道上安裝檢測探頭；

所述檢測探頭包括探頭外殼以及活動式設置在探頭外殼上方的蓋體，探頭外殼內的下部設置有信號收發元件；所述檢測探頭通過蓋體安裝在所述軌道上。

進一步地，所述蓋體能沿探頭外殼軸向運動，在蓋體外部對稱設置有一對凸臺，所述軌道貫穿項圈的外側和內側，軌道中設置有與所述凸臺配合的卡腔；將所述凸臺置于卡腔中時，檢測探頭的探頭外殼下端位于所述項圈內側。

進一步地，所述探頭外殼的上端位于蓋體中，并在探頭外殼上端周圍設置一圈卡環；所述蓋體內的頂部與探頭外殼內的底部之間設置彈簧；彈簧伸縮時，所述蓋體沿探頭外殼的軸向運動。

進一步地，所述探頭外殼的橫截面為矩形結構；探頭外殼下端沿軸向漸縮并形成條形的工作面；所述工作面為阻抗匹配層。

進一步地，所述蓋體包括上蓋與下蓋，其中，下蓋中具有腔體，上蓋外壁與所述腔體內壁之間通過螺紋配合連接，上蓋的頂面上刻有標記線，并開設有穿透頂面的通孔。

進一步地，所述項圈的外側面上設置有刻度，可作為檢測探頭布置的參考。

進一步地，所述軌道包括第一間隙、第二間隙和卡腔，第一間隙靠近項圈外側面處，第二間隙靠近項圈內側面處，第一間隙與第二間隙形成所述卡腔。

進一步地，所述項圈為環形結構，由一對半環形結構通過轉軸連接而成。

進一步地，所述一對半環形結構的一端通過轉軸連接，另一端對稱設置有連接板，連接板上開設有緊固孔。

進一步地，所述探頭外殼的內壁上設置有背襯吸聲層。

一種管道檢測方法，包括：