[发明专利]一种适用于高压/充液环境的磁致伸缩导波传感器

权利要求书

1.一种适用于高压/充液环境的磁致伸缩导波传感器，其特征为该传感器包括瓦形永磁体、检测线圈、磁致伸缩贴片、磁轭、喉箍、弹性层和套筒；

其位置关系为：弹性层包裹在管路上，弹性层的外侧，对称粘贴有两块弧形的磁致伸缩贴片，两块贴片的间距为2-3mm，并且贴片径向端与弹性层径向端长度相同；磁致伸缩贴片的两端的边缘处分别套有一个圆环形的喉箍，喉箍之间的磁致伸缩贴片外表面，绕制有检测线圈；弹性层、磁致伸缩贴片和检测线圈形成空心圆柱体；空心圆柱体外包覆有套筒，套筒上均匀分布的四个扇形槽内，各分布有一个瓦形永磁体，每个瓦形永磁体径向的两侧，各固连有一个条状的磁轭。

2.如权利要求1适用于高压/充液环境的磁致伸缩导波传感器，其特征为所述的弹性层为闭合或非封闭筒状体；当为非闭合筒状体时，径向开有一个宽度0.5～1.0厘米的通槽；材质为聚氨酯；

所述的套筒材料为热塑性塑料，套筒内有四个扇形槽，套筒径向长度与永磁体相同；

所述的瓦形永磁体，材料为钕铁硼；

所述的检测线圈，为漆包线绕制成的空心圆柱体，匝数为50～200匝；

所述的磁致伸缩贴片，形状为长方形，位于弹性层与线圈之间，材料为Fe-Co合金；

所述的磁轭，材料为硅钢，径向为条状，横截面为直角三角形，高度小于或等于磁瓦厚度，径向长度与贴片和永磁体相同；

所述的喉箍，材料是不锈钢。

3.一种充液/高压环境管道缺陷检测装置，其特征为该装置包括：PC端、信号发生器、功率放大器、电压前置放大器、示波器、加压泵、激励传感器和接收传感器；其连接关系为：PC端分别和信号发生器、示波器相连；信号发生器通过功率放大器与激励传感器相连；示波器通过电压前置放大器与接收传感器相连；激励传感器与接收传感器分别套在待测的管路上；

所述的激励传感器和接收传感器，两者结构相同，均为所述的磁致伸缩导波传感器，接收传感器中的检测线圈的匝数大于等于激励传感器中的检测线圈匝数。

4.一种充液/高压环境管道缺陷检测得检测方法，其特征为包括如下步骤：

(1)在管道一端分别安装好激励传感器与接收传感器；

(2)通过PC端输出汉宁窗调制正弦脉冲波形到信号发生器；

(3)信号发生器产生脉冲波输入到功率放大器中；

(4)功率放大器将信号输入到激励传感器的检测线圈；

当检测线圈接收到脉冲信号后产生轴向的交变磁场，与永磁体产生的周向静磁场相互作用，根据磁致伸缩效应，在磁致伸缩贴片中产生扭转导波，导波由贴片传递到管道中，导波在管道壁和液体中沿径向方向传播；

如果管道内没有缺陷，则接收信号中没有对应的缺陷反射信号的波包；

如果在传播中遇到缺陷或者端部后发生反射，则反射信号传播到接收传感器时使磁致伸缩贴片的磁化状态发生改变，检测线圈感应出电压信号，然后进行下一步；

(5)接收传感器的检测线圈检测到的电压信号输入到电压前置放大器；

(6)信号经电压放大器放大与滤波后输入到示波器；

(7)信号经示波器平均后输入到PC端；

(8)PC端对信号进行小波变化等处理后，通过缺陷回波在检测信号中出现的位置和扭转波传播速度，最终确定管道缺陷的具体位置。

5.如权利要求4所述的充液/高压环境管道缺陷检测得检测方法，其特征为所述的缺陷为管道腐蚀坑洞，管道裂纹或焊缝。

6.如权利要求4所述的充液/高压环境管道缺陷检测得检测方法，其特征为所述的管道的承压环境为0-8MPa。

7.如权利要求4所述的充液/高压环境管道缺陷检测得检测方法，其特征为所述的液体为水、甘油或石油。