1.一种管道缺陷的电磁超声检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
在待测金属管道套设有多个交流线圈(1);所述交流线圈(1)与待测金属管道同轴分布,并且等间距均匀排列;所述交流线圈(1)之间同向串联或同向并联,用于在待测金属管道中产生方向一致的周向涡流;
在待测金属管道再套设有多个直流线圈(2);所述直流线圈(2)均与待测金属管道同轴分布,并且等间距均匀排列;所述直流线圈(2)之间,按所排列的顺序依次反相串联或绕向相反,以使任意相邻的两个直流线圈(2)极性相反;
对多个的直流线圈(2)同时施加直流电流;由于任意相邻的两个直流线圈(2)极性相反,根据环形线圈的静态磁场分布规律,相邻两个直流线圈(2)之间区域为径向静态磁场,且径向静态磁场的方向沿待测金属管道交替分布;
再对多个交流线圈(1)同时施加正弦脉冲激励,在待测金属管道中产生方向一致的周向涡流;
在所述周向涡流与径向静态磁场的作用下,相邻两个直流线圈(2)之间区域的待测金属管道产生交替分布的轴向交变洛伦兹力,从而在管壁激励出电磁超声纵向导波;
该纵向导波沿待测金属管道轴线向待测金属管道两端传输,若遇到缺陷会产生回波,该回波会被交流线圈(1)重新拾取;通过对回波强度及返回时间的分析,能对待测金属管道内缺陷的大小及位置进行评估。
2.根据权利要求1中所述的一种管道缺陷的电磁超声检测方法,其特征在于,相邻的两个交流线圈(1)的中心间距等于所激励超声波波长的1/2,相邻的两个直流线圈(2)的中心间距也等于所激励超声波波长的1/2,并且交流线圈(1)与直流线圈(2)均匀交替分布。
3.根据权利要求1或2中所述的一种管道缺陷的电磁超声检测方法,其特征在于,所述交流线圈(1)和直流线圈(2)的内径大于待测金属管道外径,交流线圈(1)和直流线圈(2)套设于待测金属管道之外;用于从待测金属管道外部检测缺陷。
4.根据权利要求1或2中所述的一种管道缺陷的电磁超声检测方法,其中,所述交流线圈(1)和直流线圈(2)的外径小于待测金属管道内径,交流线圈(1)和直流线圈(2)嵌入在待测金属管道之内;用于从待测金属管道内部检测缺陷。
5.一种管道缺陷的电磁超声检测装置,用于套设在待测金属管道外部检测缺陷,包括:交流线圈(1)、直流线圈(2)、外壳(3)、内骨架(4)和接线器(5),其特征在于,
所述外壳(3)为中空圆柱壳体,交流线圈(1)、直流线圈(2)、内骨架(4)、接线器(5)均装配于外壳(3)内部;在外壳(3)的两个端面处设有圆形开口;待测金属管道能通过圆形开口从壳体的中心穿过;
所述内骨架(4)为绝缘材料的圆柱管体,其内径略大于待测金属管道外径,与待测金属管道同轴且套设于待测金属管道外表面;在内骨架(4)上均匀地开有多个环形的线槽(7);所述线槽(7)之间的中心间距为所激发超声波波长的1/4;
所述直流线圈(2)有多个,其匝数相同,分别绕制在线槽(7)内;每间隔一个线槽(7)绕制一个直流线圈(2),使相邻的两个直流线圈(2)的中心间距等于所激励超声波波长的1/2;
所述交流线圈(1)有多个,其匝数相同,分别绕制在直流线圈(2)之间的线槽(7)内,使相邻的两个交流线圈(1)的中心间距也等于所激励超声波波长的1/2;
所述接线器(5)固定在内骨架(4)上,对多个线槽(7)内的线圈进行电路连接,其中,所有交流线圈(1)同向串联或同向并联;而相邻两个直流线圈(2)之间反相串联,这样能使任意相邻的两个直流线圈(2)的极性相反;
所述直流线圈(2)用于通以直流电流,产生静态磁场从外部对待测金属管道进行磁化;在相邻两个直流线圈(2)之间区域为径向静态磁场,且径向静态磁场的方向沿待测金属管道交替分布;
所述交流线圈(1)用于通以脉冲正弦激励,产生方向一致的周向涡流;该周向涡流在径向静态磁场的作用下,在管壁产生交替分布的轴向交变洛伦兹力,从而激励出电磁超声纵向导波;当所述纵向导波沿待测金属管道轴线向待测金属管道两端传输,若遇到缺陷会产生回波,该回波会被交流线圈(1)重新拾取;通过对回波强度及返回时间的分析,能对待测金属管道内缺陷的大小及位置进行评估。
6.一种管道缺陷的电磁超声检测装置,用于设置待测金属管道内部进行检测缺陷,包括:交流线圈(1)、直流线圈(2)、接线器(5)、盖板(6)、外套(8)、抽送杆(9)、内芯(10),其特征在于,
所述外套(8)为绝缘材料的中空薄壁圆柱管,其外径略小于待测金属管道内径,能灵活嵌入待测金属管道中;
所述抽送杆(9)为长杆,与外套(8)的一个端面相连,用于沿轴向方向送入待测金属管道内部;
所述盖板(6)设置在外套(8)的另一个端面,用于对外套(8)形成封闭安装;
所述内芯(10)为绝缘材料的圆柱管体,内芯(10)的外径小于外套(8)内径,且同轴嵌入外套(8)中;内芯(10)上以固定的间距均匀地开有多个环形的线槽(7);所述的间距为所激发超声波波长的1/4;
所述直流线圈(2)有多个,其匝数相同,分别绕制在线槽(7)内,每间隔一个线槽(7)绕制一个直流线圈(2),使相邻的两个直流线圈(2)的中心间距等于所激励超声波波长的1/2;
所述交流线圈(1)有多个,其匝数相同,分别绕制直流线圈(2)之间的线槽(7)内,使相邻的两个交流线圈(1)的中心间距也等于所激励超声波波长的1/2;
所述接线器(5)固定在外套(6)或内芯(10)上,对多个线槽(7)内的线圈进行电路连接,其中,所有交流线圈(1)同向串联或同向并联;而相邻两个直流线圈(2)之间反相串联,这样能使任意相邻的两个直流线圈(2)的极性相反;
所述直流线圈(2)用于通以直流电流,产生静态磁场从内部对待测金属管道进行磁化,在相邻两个直流线圈(2)之间区域为径向静态磁场,且径向静态磁场的方向沿待测金属管道交替分布;
所述交流线圈(1)用于通以脉冲正弦激励,产生方向一致的周向涡流;该周向涡流在径向静态磁场的作用下,产生交替分布的轴向交变洛伦兹力,从而在管壁激励出电磁超声纵向导波;当所述纵向导波沿待测金属管道轴线向待测金属管道两端传输,若遇到缺陷会产生回波,该回波会被交流线圈(1)重新拾取;通过对回波强度及返回时间的分析,能对待测金属管道内缺陷的大小及位置进行评估。