一种管道缺陷检测的电磁超声探伤方法及装置与流程

文档序号:19281622发布日期:2019-11-29 23:00阅读:来源:国知局

技术特征:

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。


技术总结
本发明公开一种管道缺陷的电磁超声检测方法及装置,包括:等间距布置于管道轴向的多个直流线圈,产生沿管道交替分布的径向静磁场;交替分布在直流线圈之间的多个交流线圈,产生方向一致的周向涡流。该周向涡流与径向静磁场作用产生方向交替分布的轴向交变洛伦兹力。利用交替分布的轴向交变洛伦兹力,激励出电磁超声纵向导波。本发明还公开了用于套设在管道外部和设置管道内部的电磁超声检测装置。本发明无需使用刚性永磁铁来提供偏置磁场,减小了装置的体积,降低了装置复杂度;使用了方向一致的周向涡流,克服了现有方法中相邻涡流方向相反、易造成互扰的问题。

技术研发人员:王晓红;杨嘉欣;黄超
受保护的技术使用者:厦门大学
技术研发日:2019.09.03
技术公布日:2019.11.29
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