[发明专利]电磁超声探头以及使用该电磁超声探头检测管道的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁超声探头以及一种使用该电磁超声探头检测管道的方法。

背景技术

目前，主要采用漏磁探伤法对天然气输送管道进行检测，采用漏磁探伤法对天然气输送管道进行检测通常需要使用多个检测探头和检测通道。因此，漏磁探伤法不仅使检测装置的结构复杂、价格昂贵，而且使探伤的可靠性降低。更重要的是，漏磁探伤法对于天然气输送管道内的某些类型的缺陷(例如沿天然气输送管道的轴向分布的缺陷)的检测灵敏度低，甚至不能检测出上述缺陷。从而不能彻底有效地杜绝天然气输送管道泄漏和爆裂事故隐患，因此，形成目前对在役天然气输送管道检测方面的重大技术难题。

发明内容

本发明提供一种电磁超声探头，该电磁超声探头不需要使用耦合剂、构造简单、检测快速，并且检测灵敏高。

本发明还提供一种使用电磁超声探头检测管道(例如，天然气输送管道)的方法，利用所述方法能够在管壁中和管壁内同时激发出SH1模式的弹性管波和SH表面波，适用于潜入管道内的检测器(俗称爬行器)作为载体依靠天然气的压力推动在管道中行进，进行自动长距离探伤检查，从而可有效地检测出管壁中和管壁内表面上的缺陷，特别是目前漏磁探伤极易漏检的沿管道轴线方向分布的缺陷，弥补现有管道检测能力的不足。

根据本发明，提供一种电磁超声探头，该电磁超声探头包括：探头架，具有安装空间；发射探头，固定在安装空间中，并且与竖直方向呈预定角度，通过将包括高频脉冲和低频脉冲的混合激励电流施加给发射探头，使得发射探头产生用于检测待测对象的两种不同的超声波；接收探头，固定在安装空间中，并且相对于竖直方向与发射探头对称地布置，接收由待测对象反射的超声波。

根据本发明，发射探头可包括：探头骨架，呈长方体形，由非金属材料制成，沿着探头骨架的长度方向和高度方向形成有围绕探头骨架的环形槽，沿着探头骨架的长度方向按照预定间隔形成有多个长方体形插槽，所述多个插槽沿着探头骨架的高度方向凹陷在探头骨架中；线圈，缠绕在探头骨架的环形槽中；多个永磁体，磁极相互交错地安装在所述插槽中；壳体，呈长方体形，其下侧设有开口，用于容纳探头骨架。

根据本发明，发射探头还可包括探头保护膜，该探头保护膜用于封闭壳体的开口。

根据本发明，接收探头可包括：探头骨架，呈长方体形，由非金属材料制成，沿着探头骨架的长度方向和高度方向形成有围绕接收探头的环形槽，沿着探头骨架的长度方向按照预定间隔形成有多个长方体形插槽，所述多个插槽沿着探头骨架的高度方向凹陷在探头骨架中；线圈，缠绕在探头骨架的环形槽中；多个永磁体，磁极相互交错地安装在所述插槽中；壳体，呈长方体形，其下侧设有开口，用于容纳探头骨架。

根据本发明，发射探头的线圈的匝数可小于接收探头的线圈的匝数，发射探头的线圈的漆包线的直径可大于接收探头的线圈的漆包线的直径。

根据本发明，所述多个永磁体的数量可大于或者等于7。

根据本发明，所述两种超声波可分别是SH1模式的弹性管波和SH表面波。

根据本发明，所述预定角度可以在3度至6度范围内。

根据本发明，提供一种使用电磁超声探头检测管道的方法，所述电磁超声探头包括：探头架，具有安装空间；发射探头，固定在安装空间中，并且与竖直方向呈预定角度；接收探头，固定在安装空间中，并且相对于竖直方向与发射探头对称地布置，所述方法包括以下步骤：通过将包括高频脉冲和低频脉冲的混合激励电流施加给发射探头，使得发射探头产生用于检测待测对象的两种不同的超声波；接收探头接收由待测对象反射的超声波。

根据本发明，所述两种超声波可分别是SH1模式的弹性管波和SH表面波，SH1模式的弹性管波用于检测管道壁中的缺陷，SH表面波用于检测管道内表面上的缺陷。

根据本发明，发射探头和接收探头可沿着管道的轴向依次布置，发射探头和接收探头相对于管道的径向按照预定角度对称地布置。

根据本发明，所述预定角度可在6度至12度范围内。