[發(fā)明專利]一種管道磁致伸縮扭轉(zhuǎn)波傳感器及其檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010565832.3
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111665266B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張東來;高偉;張恩超;晏小蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）（哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳科技創(chuàng)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(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

1.一種管道磁致伸縮扭轉(zhuǎn)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(cè)，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(cè)，所述第二線圈繞于第二瓦片形永磁體的外側(cè)，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(jù)權(quán)利要求1所述的管道磁致伸縮扭轉(zhuǎn)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(gè)或以上，兩個(gè)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(gè)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(jù)權(quán)利要求2所述的管道磁致伸縮扭轉(zhuǎn)波傳感器，其特征在于：兩個(gè)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(shè)置；所述第一線圈繞于兩個(gè)或以上的第一瓦片形永磁體的外側(cè)；所述第二線圈繞于兩個(gè)或以上的第二瓦片形永磁體的外側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管道磁致伸縮扭轉(zhuǎn)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(gè)，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(jù)權(quán)利要求4所述的管道磁致伸縮扭轉(zhuǎn)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(jù)權(quán)利要求5所述的管道磁致伸縮扭轉(zhuǎn)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(nèi)側(cè)弧面與待測管道同軸心設(shè)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(nèi)徑為10~15mm，長度為80~120mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的管道磁致伸縮扭轉(zhuǎn)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(nèi)，所述夾持裝置包括相對設(shè)置的第一夾持構(gòu)件、第二夾持構(gòu)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(gòu)件內(nèi)，所述第二瓦片形永磁體、第二線圈位于第二夾持構(gòu)件內(nèi)，所述第一夾持構(gòu)件、第二夾持構(gòu)件通過連接件連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的管道磁致伸縮扭轉(zhuǎn)波傳感器，其特征在于：所述第一夾持構(gòu)件和第二夾持構(gòu)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(nèi)側(cè)面為弧形面。

9.如權(quán)利要求1~8任意一項(xiàng)所述的管道磁致伸縮扭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(cè)，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(shè)置激勵(lì)傳感器和檢測傳感器，記錄激勵(lì)傳感器和檢測傳感器的位置；

步驟S2，利用信號發(fā)生器產(chǎn)生脈沖正弦信號后，加載到激勵(lì)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(fā)扭轉(zhuǎn)波；

步驟S3，通過檢測傳感器獲得導(dǎo)波信號后，結(jié)合已知的激勵(lì)傳感器和檢測傳感器的位置、導(dǎo)波波速和導(dǎo)波飛行時(shí)間計(jì)算得到缺陷的位置信息；

步驟S4，通過獲得的導(dǎo)波信號的幅值大小獲得缺陷的大小信息。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的管道磁致伸縮扭轉(zhuǎn)波傳感器的檢測方法，其特征在于：步驟S2，所述信號發(fā)生器產(chǎn)生脈沖正弦信號通過功率放大后，加載到激勵(lì)傳感器上進(jìn)行導(dǎo)波檢測。