[发明专利]一种基于高温波导杆的声发射监测系统

说明书

本发明涉及化工设备结构健康监测领域，具体涉及一种基于高温波导杆的声发射监测系统。包括波导杆、声发射传感器以及固定装置，所述固定装置形成有用于容纳声发射传感器的安装槽，所述声发射传感器的一端通过固定装置与所述波导杆连接，另一端连接有压紧件，通过所述压紧件将声发射传感器与波导杆压紧连接。本发明适用于高温环境下的设备监测，克服了波导杆和声发射传感器接触不稳定、传感器数据传输困难的问题，提高了化工设备声信号的传递效率。

技术领域

本发明涉及化工设备结构健康监测领域，具体涉及一种基于高温波导杆的声发射监测系统。

背景技术

声发射是指材料局部因能量的快速释放而发出瞬态弹性波的现象，有时也称为应力波发射。材料在应力作用下的变形与裂纹扩展，是结构失效的重要机制。这种直接与变形和断裂机制有关的源，被称为声发射源。利用接收声发射信号研究材料、动态评价结构的完整性称为声发射检测技术，声发射检测技术在无损检测领域具有重要地位，尤其适用于化工设备的结构检测、早期损伤预警和失效预防，能够有效地检测出材料中诸如裂纹扩展、纤维断裂以及其他形式损伤所形成的声发射源，有效避免由于设备本身缺陷的存在而导致的安全事故等。

但是，声发射系统中的声发射传感器在使用过程中往往由于使用环境的限制，无法直接安装在试件上，例如高温、深冷、核辐射和埋地等一些极端恶劣的工况，无法使用常规的声发射传感器进行检测，通常使用由金属或陶瓷制成的波导杆将试件表面高温或低温端的声发射波传输到常温端的传感器，波导杆、声发射传感器的结合是检测过程中的常用手段。其安装面不可避免会引起一定的传输衰减和波形畸变，是主要的信号衰减因素，目前通常采用粘接或磁性连接的方式将二者固定在一起。为了保证波导杆与声发射传感器之间信号的耦合度，就需要保证波导杆上端的安装平面与声发射传感器的感应面紧密贴合，但在高温环境下，传感器容易发生滑移，甚至脱落。

在中国专利CN 207472835 U中，提供了一种将声发射传感器布置到波导杆上的固定装置，其目的是为了使波导杆和声发射传感器充分耦合，来减小声发射信号的衰减。包括U型支架、紧固螺栓、可调节螺杆、锥台、传感器和波导杆；传感器和锥台之间涂有专用耦合剂，并通过U型支架上的紧固螺栓和可调节螺杆固定，用两个可调节螺杆来固定U型支架，然后调整紧固螺栓使得紧固螺栓与传感器实现紧密接触，从而使传感器固定良好。虽然该现有技术方案实现了传感器的紧固，但在接触面涂耦合剂粘接不适用于高温环境，耦合剂融化失效，传感器会因此发生滑移。

在申请号为CN 112578026 A的发明专利中，提供了一种连接紧密性好的声发射传感器的固定装置，包括波导杆和圆柱形的声发射传感器；波导杆由杆体和设置在杆体上端的安装台构成，所述声发射传感器的下表面为感应面，声发射传感器的感应面压贴在安装台的上表面上。还包括套环和压紧套，套环的上表面为坡面，压紧套上端的内壁上设置有一圈凸台，所述凸台的下表面也为坡面，且斜度与套环的上表面相配合。该现有专利取代了粘接、磁性连接的连接方式，但传感器与导波杆不能直接接触，导致了信号的传输衰减；且坡面相配合压紧的方式稳定性差。

发明内容

本发明基于上述现有技术中存在的不足，针对高温环境下波导杆与声发射传感器可靠安装困难，不能保证紧密贴合的问题，目的是提供一种基于高温波导杆的声发射监测系统，克服了波导杆和声发射传感器接触不稳定问题，提高了化工设备声信号的传递效率。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于高温波导杆的声发射监测系统，包括声发射检测头，所述声发射检测头包括波导杆、声发射传感器以及固定装置，所述固定装置形成有用于容纳声发射传感器的安装槽，所述声发射传感器的一端通过固定装置与所述波导杆连接，另一端连接有压紧件，通过所述压紧件将声发射传感器与波导杆压紧连接。

通过设置固定装置，将声发射传感器直接固定在波导杆表面，贴合稳定可靠，且可适用于高温环境；通过设置压紧件轴向移动提供压紧力，克服了波导杆和声发射传感器接触不稳定的问题，减少信号衰减，保证波导杆与声发射传感器之间信号的耦合度，提高了化工设备声信号的传递效率。