[实用新型]基于磁致伸缩导波的检测传感器及检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及超声波无损检测技术领域，特别涉及一种基于磁致伸缩导波的检测传感器及包括该传感器的检测系统。

背景技术

随着石化、能源等行业的迅速发展，以及国家对节约能源的日益重视，换热器在工业生产和日常生活中发挥着日益重要的作用。换热管作为换热器的重要组成部分，其数量呈现几何倍数的增长。由于长期受到腐蚀和应力的作用，换热管经常发生腐蚀、穿孔、裂纹等失效形式，导致输送介质泄漏，轻则降低产品质量造成经济损失，重则可能危害社会以及人身安全。因此，需要对换热管进行定期检测。

换热管检测的特点是检测数量巨大，且传感器只能放置于管道内部进行检测。目前换热管的检测方法有：漏磁检测、远场涡流检测、局部磁饱和涡流检测、内旋转超声相控阵检测和超声导波检测方法。与前面几种检测方法相比，超声导波检测方法具有单点激励即可检测一段距离的优点，检测过程中，传感器无需移动，一方面可避免对整根管道进行清洗，另一方面提高了检测效率。因此，超声导波检测方法十分适合于用以检测换热管。

申请号为200480038549.4的中国实用新型专利公开了一种用于换热管的接触式扭转波检测方法和系统，其中披露了传感器在管道外部激励出扭转模态导波，导波经过导波杆耦合到换热管内，该方法需要导波杆与换热管内壁物理接触良好，需要对换热管内壁进行打磨处理，一定程度降低了检测效率。专利申请号CN201110410262.1的实用新型专利公开了一种用于换热管检测的非接触式磁致伸缩导波传感器，美国专利US7886604B2中公开了一种用于换热管内检测的扭转模态电磁超声传感器，这两者均将非接触式传感器完全放置于换热管内部对换热管进行检测。虽然传感器的非接触特性降低了对换热管内表面状况的要求，只需要对传感器放置区域进行清洗。但由于传感器完全放置于换热管内部，导致传感器伸入换热管较长。这样将导致传感器检测盲区(传感器放置区域)较长，同时传感器的对中性和直线度要求较高，增加了传感器加工制造的复杂度。此外，检测前需要进行清洗的区域仍然较长，一定程度影响了检测效率。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种基于磁致伸缩导波的检测传感器、包括该传感器的检测系统及其在换热管缺陷检测中的应用，其在检测时磁化部分放置在管外，只需要将传感线圈部分放置于管道内部靠近管端的位置，不需要机械接触，直接在换热管中激励出纵向模态导波，从而实现管道缺陷检测。本实用新型保留了非接触式检测的优点，减小了检测盲区，降低了传感器加工制造复杂度，进一步降低了对换热管清洗的要求，提高超声导波方法用于换热管检测的检测效率。

按照本实用新型的一个方面，提供一种基于磁致伸缩导波的检测传感器，用于管道缺陷的检测，其特征在于，该检测传感器包括：

中空壳体，其中心同轴套接有贯穿该中空壳体两端的导杆；

环形磁铁，其容置于所述中空壳体中并同轴套装在所述导杆上，其通过位于壳体端部的磁铁定位塞轴向固定；

箱体，其固定设置于所述导杆一端上并位于所述壳体外，所述激励插头和接收插头通过盖板固定安装在该箱体上；以及

套接有激励线圈和接收线圈的线圈骨架，其中所述线圈骨架固定在所述导杆位于壳体外的另一端上，所述激励线圈和接收线圈依次套在所述线圈骨架外周并分别与所述激励插头和接收插头电连接；

测量时套接有激励线圈和接收线圈的线圈骨架伸入管道内，所述激励插头和接收插头通电后可使所述激励线圈在管道中产生轴向交变磁场，并与所述环形磁铁在换热管中产生沿管道轴向的静态磁场基于磁致伸缩效应而在管道中激励出纵向模态导波，其在管道内传播后反射产生的回波经所述接收线圈处理后即可检测出管道缺陷。

作为本实用新型的改进，所述导波经过管道内的缺陷或者管道端部反射，该反射回波经过接收线圈时，引起接收线圈感应电压的变化，产生电信号，处理该电信号即可获得管道检测结果。

作为本实用新型的改进，所述环形磁铁外径大于等于待检测换热管外径，环形磁铁内径小于等于待检测换热管内径。

作为本实用新型的改进，所述激励线圈和接收线圈均为螺线管线圈。

作为本实用新型的改进，所述线圈骨架由绝缘材料制成。

作为本实用新型的改进，所述导杆和外壳由非铁磁性材料制成。