一种阵列式磁致伸缩超声导波换能器的制作方法

本实用新型涉及无损检测的技术领域，特别涉及一种阵列式磁致伸缩超声导波换能器。

背景技术：

螺旋焊管是一种按照一定的螺旋线角度将钢带卷成管坯，并将管缝焊接制成的钢管，具有良好的可焊性和抗裂性，在长输管线中有着广泛的应用。螺旋焊管在服役过程中，会受到腐蚀、外力破坏等因素影响，从而在螺旋焊管中产生各种缺陷。螺旋焊管中的缺陷若不能及时发现，会导致长输管线泄漏，危及人身和财产安全。为了避免螺旋焊管因缺陷引起事故，必须寻求有效的在役螺旋焊管检测方法。

公告号为cn104880510b的中国发明公开了一种采用螺旋换能器的螺旋

焊管扭弯导波检测方法及装置.通过半解析有限元法计算螺旋焊管的导波频散特性,进而计算得到平行螺旋焊缝的扭弯导波频率及其波速:将螺旋换能器沿螺旋方向布置-周,由导波检测仪控制激发扭弯导波,沿螺旋焊管轴向传播遇到缺陷反射后接收回波；根据缺陷波包确定缺陷位置，计算得到缺陷距离。本发明消除了传统环形一体式磁致伸缩换能器进行导波检测时螺旋焊缝信号持续出现在回波的现象,改善了回波的信噪比，使得缺陷信号能容易提取,提高了螺旋焊管导波检测的可靠性。此专利沿着螺旋焊管的螺旋焊缝布置，使得换能器能够在螺旋焊管周向布置一整圈，这种换能器布置方法使得换能器的长度很长，特别是大直径的螺旋管道，明显存在着换能器制作成本高，现场施工工艺不佳，应用不方便等情况。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种阵列式磁致伸缩超声导波换能器，通过在管道的周向均匀阵列分布换能组件，其旨在解决现有技术中大直径螺旋焊管的磁致伸缩超声导波监测换能器成本高、施工工艺不佳、应用不方便和在大直径螺旋焊管不适用的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种阵列式磁致伸缩超声导波换能器，包括固定外壳和换能组件；所述换能组件周向均匀阵列分布在一管道外壁上，在所述换能组件外部包覆有所述固定外壳。通过换能组件周向均匀阵列分布，大大降低了在螺旋焊管轴向方向安装的长度，分离式的换能组件，降低了安装难度，适用于大直径螺旋焊管。

作为优选，所述换能组件包括固定在所述管道外壁上的磁化部和与所述磁化部连接的信号部。磁化部进行信号的的接收，信号部进行信号的输送。

作为优选，所述磁化部包括通过耦合剂粘接在所述管道上的磁致伸缩带材、粘接在所述磁致伸缩带材上方的薄膜层和粘接在所述薄膜层上方的感应线圈。磁致伸缩带材通过耦合剂与管道粘接能保证能量转换的效率最大化；磁致伸缩带材上方的薄膜层能隔离带材与空气，保证带材的性能始终稳定，采集信号的可靠性稳定性大大提高。

作为优选，所述信号部包括连接在所述感应线圈上并贯穿所述固定外壳的信号电缆和安装在所述固定外壳上并穿过有所述信号电缆的防水电缆接头；所述感应线圈与所述信号电缆连接处通过密封胶密封。信号电缆通过防水电缆接头引出，方便与检测仪器连接。密封胶密封后可以提高信号准确性。

作为优选，所述固定外壳包括柔性有机材料包覆层和抱箍；所述柔性有机材料包覆层包覆所述换能组件后紧贴所述管道，所述抱箍将所述柔性有机材料包覆层紧固在所述管道上。柔性有机材料包覆层可以更好的固定换能组件，防止换能组件和管道出现间隙过大影响检测效果。抱箍可以将柔性有机材料牢牢固定，防止松动。

作为优选，所述柔性有机材料包覆层首尾端通过密封胶进行密封连接。首尾通过密封胶连接以后形成密闭性内部空间，提高检测精确度。

作为优选，所述柔性有机材料包覆层为1mm~6mm。柔性有机材料包覆层的厚度薄，对检测效果影响小。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种阵列式磁致伸缩超声导波换能器的有益效果为：通过换能组件周向均匀阵列分布，大大降低了在螺旋焊管轴向方向安装的长度，分离式的换能组件，降低了安装难度，适用于大直径螺旋焊管。通过调整每个换能组件角度来适应不同螺旋焊管的螺旋角。磁化部进行信号的的接收，信号部进行信号的输送。信号电缆通过防水电缆接头引出，方便与检测仪器连接。密封胶密封后可以提高信号准确性。柔性有机材料包覆层可以更好的固定换能组件，防止换能组件和管道出现间隙过大影响检测效果。抱箍可以将柔性有机材料牢牢固定，防止松动。首尾通过密封胶连接以后形成密闭性内部空间，提高检测精确度。柔性有机材料包覆层的厚度薄，对检测效果影响小。磁致伸缩带材通过耦合剂与管道粘接能保证能量转换的效率最大化；磁致伸缩带材上方的薄膜层能隔离带材与空气，保证带材的性能始终稳定，采集信号的可靠性稳定性大大提高。

本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例一种阵列式磁致伸缩超声导波换能器的结构示意图。

图2是本实用新型实施例一种阵列式磁致伸缩超声导波换能器的分解结构示意图。

图3是本实用新型实施例一种阵列式磁致伸缩超声导波换能器的换能组件的安装示意图。

图中：1、固定外壳；11、柔性有机材料包覆层；12、抱箍；2、换能组件；21、磁化部；211、磁致伸缩带材；212、薄膜层；213、感应线圈；22、信号部；221、信号电缆；222、防水电缆接头；3、管道。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1，本实用新型实施例提供一种阵列式磁致伸缩超声导波换能器，包括固定外壳1和换能组件2。换能组件2周向均匀阵列分布在一管道3外壁上，在换能组件2外部包覆有固定外壳1。具体地，换能组件2通过耦合剂粘接在管道3上。管道3为螺旋焊管。固定外壳1包覆住换能组件2并将其固定在管道3上。通过调整每个换能组件3角度来适应不同螺旋焊管的螺旋角，来提高测量的精确度。换能组件3与螺旋焊管的螺旋焊缝平行放置组成。

参阅图3，在一可选的实施例中，换能组件2包括固定在管道3外壁上的磁化部21和与磁化部21连接的信号部22。具体地，磁化部21进行信号的的接收，信号部22焊接在磁化部21上进行信号的输送。

参阅图2，在一可选的实施例中，磁化部21包括通过耦合剂粘接在管道3上的磁致伸缩带材211、粘接在磁致伸缩带材211上方的薄膜层212和粘接在薄膜层212上方的感应线圈213。具体地，磁致伸缩带材211的偏置磁场沿着长度方向进行磁化，磁致伸缩带材的偏置磁场朝向需相同。磁致伸缩带材211、薄膜层212和感应线圈213之间通过胶层粘接。磁致伸缩带材211通过耦合剂与管道3粘接能保证能量转换的效率最大化。磁致伸缩带材211上方的薄膜层212能隔离磁致伸缩带材211与空气，保证磁致伸缩带材211的性能始终稳定，采集信号的可靠性稳定性大大提高。

参阅图2，在一可选的实施例中，信号部22包括连接在感应线圈213上并贯穿固定外壳1的信号电缆221和安装在固定外壳1上并穿过有信号电缆221的防水电缆接头222。感应线圈213与信号电缆221连接处通过密封胶密封。具体地，信号电缆221穿过固定外壳1后通过防水电缆接头222固定好。感应线圈213与信号电缆221焊接好以后，用密封胶将焊缝密封，使信号电缆不易散开。

参阅图2，在一可选的实施例中，固定外壳1包括柔性有机材料包覆层11和抱箍12。柔性有机材料包覆层11包覆换能组件2后紧贴管道3，抱箍12将柔性有机材料包覆层11紧固在管道3上。具体地，抱箍12将柔性有机材料包覆层11紧贴固定在管道3上。柔性有机材料包覆层11首尾之间通过密封胶进行密封，形成一个密闭性内部空间，提高测量的精确度。

参阅图2，在一可选的实施例中，柔性有机材料包覆层11首尾端通过密封胶进行密封连接。柔性有机材料包覆层11为2mm。具体地，柔性有机材料包覆层11厚度不宜过大也不能过小，太小了容易破，太大了影响测量精准度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。