[發明專利]一種管道磁致伸縮扭轉波傳感器及其檢測方法

有效

• 申請號: 202010565832.3
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111665266B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 張東來;高偉;張恩超;晏小蘭
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）（哈爾濱工業大學深圳科技創新研究院）
• 主分類號: G01N22/02
• 分類號: G01N22/02
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

1.一種管道磁致伸縮扭轉波傳感器，其特征在于：其包括第一瓦片形永磁體、第二瓦片形永磁體、夾持裝置、第一線圈、第二線圈，所述第一瓦片形永磁體、第二瓦片形永磁體用于包裹在待測管道的外側，所述夾持裝置用于固定第一瓦片形永磁體、第二瓦片形永磁體，所述第一線圈繞于第一瓦片形永磁體的外側，所述第二線圈繞于第二瓦片形永磁體的外側，所述第一線圈和第二線圈分別通過連接器連成通路；所述第一瓦片形永磁體、第二瓦片形永磁體的磁場方向相反。

2.根據權利要求1所述的管道磁致伸縮扭轉波傳感器，其特征在于：所述第一瓦片形永磁體、第二瓦片形永磁體為兩個或以上，兩個或以上的第一瓦片形永磁體用于包裹在待測管道一半的外表面上，兩個或以上的第二瓦片形永磁體用于包裹在待測管道另一半的外表面上。

3.根據權利要求2所述的管道磁致伸縮扭轉波傳感器，其特征在于：兩個或以上的第一瓦片形永磁體/第二瓦片形永磁體的N極、S極相對設置；所述第一線圈繞于兩個或以上的第一瓦片形永磁體的外側；所述第二線圈繞于兩個或以上的第二瓦片形永磁體的外側。

4.根據權利要求3所述的管道磁致伸縮扭轉波傳感器，其特征在于：所述第一瓦片形永磁體、第二瓦片形永磁體為兩個，所述第一瓦片形永磁體、第二瓦片形永磁體的周向角度為90°。

5.根據權利要求4所述的管道磁致伸縮扭轉波傳感器，其特征在于：相鄰的第一瓦片形永磁體與第二瓦片形永磁體之間的間距為2~10mm。

6.根據權利要求5所述的管道磁致伸縮扭轉波傳感器，其特征在于：所述第一瓦片形永磁體、第二瓦片形永磁體的內側弧面與待測管道同軸心設置，所述第一瓦片形永磁體、第二瓦片形永磁體的外徑為12~18mm，內徑為10~15mm，長度為80~120mm。

7.根據權利要求4所述的管道磁致伸縮扭轉波傳感器，其特征在于：所述第一線圈和第二線圈固定在夾持裝置內，所述夾持裝置包括相對設置的第一夾持構件、第二夾持構件和連接件，所述第一瓦片形永磁體、第一線圈位于第一夾持構件內，所述第二瓦片形永磁體、第二線圈位于第二夾持構件內，所述第一夾持構件、第二夾持構件通過連接件連接。

8.根據權利要求7所述的管道磁致伸縮扭轉波傳感器，其特征在于：所述第一夾持構件和第二夾持構件均包括用于與待測管道表面接觸的夾持部，所述夾持部的內側面為弧形面。

9.如權利要求1~8任意一項所述的管道磁致伸縮扭轉波傳感器的檢測方法，其特征在于，其包括：

步驟S1，在待測管道上安裝所述管道磁致伸縮扭轉波傳感器，使得第一瓦片形永磁體、第二瓦片形永磁體包裹在待測管道的外側，且第一瓦片形永磁體、第二瓦片形永磁體的磁場方向相反；沿管道軸向設置激勵傳感器和檢測傳感器，記錄激勵傳感器和檢測傳感器的位置；

步驟S2，利用信號發生器產生脈沖正弦信號后，加載到激勵傳感器上，使所述第一線圈和第二線圈的電流方向相反，在管道上激發扭轉波；

步驟S3，通過檢測傳感器獲得導波信號后，結合已知的激勵傳感器和檢測傳感器的位置、導波波速和導波飛行時間計算得到缺陷的位置信息；

步驟S4，通過獲得的導波信號的幅值大小獲得缺陷的大小信息。

10.根據權利要求9所述的管道磁致伸縮扭轉波傳感器的檢測方法，其特征在于：步驟S2，所述信號發生器產生脈沖正弦信號通過功率放大后，加載到激勵傳感器上進行導波檢測。