一种薄壁小径管内部检测电磁超声导波探头的制作方法

1.本实用新型涉及管壁检测领域，特别是涉及一种薄壁小径管内部检测电磁超声导波探头。


背景技术：

2.管壳式换热器广泛应用于火电、核电、化工、石油等行业，换热器的换热管均为薄壁小径管，即管壁较薄且管径较小的管材，在运行中会发生泄漏，造成换热效果差，泄漏量加大，会造成设备停机。因此需要对薄壁小径管进行检测，发现存在缺陷的薄壁小径管，对缺陷管材进行处理是避免设备运行中发生泄露的有效手段。
3.现有技术中薄壁小径管通过涡流内穿检测，但是此种检测方式效率较低，涡流检测需要探头通过整个管子的长度，同时对通过速度有限制，一根5米长的管材检测需要1至2分钟，一般换热器有2500至4500个管材，检测一个换热器的管材需要几十个小时工作时间。进一步地，无法检测u型换热管的u形弯区域，由于涡流探头是刚性的，无法通过弯管，进而无法检测。易出现缺陷的管板附近是检测盲区，由于管板自身引起涡流检测信号的变化很大，会遮盖缺陷信号，所以管板附近很难发现缺陷信号。同时，探头容易被卡住，由于涡流探头与管材内径差别在0.5mm以内，换热器管材内部存在附着物，经常造成探头行进中卡住，造成无法检测，探头损坏等情况。
4.因此，如何提供一种克服上述问题的薄壁小径管内部检测电磁超声导波探头是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种薄壁小径管内部检测电磁超声导波探头，通过将探头伸入管材内部进行检测，由管材内壁激发导波并接收管材缺陷导波信号，提升装置的适用性和便捷性。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种薄壁小径管内部检测电磁超声导波探头，包括把手、发射线圈和接收线圈，第一磁体、第二磁体和第三磁体沿轴向依次排列，所述第三磁体的后端连接所述把手的前端，所述第一磁体后端与所述第二磁体前端的极性相同且相互靠近，所述第二磁体后端与所述第三磁体前端的极性相同且相互靠近，所述发射线圈和所述接收线圈分别安装于所述第一磁体、所述第二磁体和所述第三磁体形成的两个接缝处，所述第一磁体、所述第二磁体和所述第三磁体的外径小于待测薄壁小径管的内径，以使所述第一磁体、所述第二磁体和所述第三磁体由待测薄壁小径管的一端开口伸入待测薄壁小径管内部。
7.优选地，所述第一磁体后端与所述第二磁体前端均为s极，所述第二磁体后端与所述第三磁体前端均为n极。
8.优选地，所述发射线圈安装于前端的所述接缝处，所述接收线圈安装于后端的所述接缝处。
9.优选地，两个所述接缝处设置有环形缝隙，所述发射线圈和所述接收线圈嵌入所述环形缝隙内。
10.优选地，所述第一磁体、所述第二磁体和所述第三磁体具体为圆柱形的钕铁硼强磁。
11.优选地，所述发射线圈由直径1mm的铜漆包线缠绕，所述接收线圈由直径0.31的铜漆包线缠绕，所述钕铁硼强磁的外径小于待测薄壁小径管内径4mm，每个所述钕铁硼强磁的最小长度为待测薄壁小径管需检测长度的1
‰
。
12.优选地，所述把手为柔性绝缘材质的圆柱形。
13.优选地，所述把手前端设置有轴向延伸的安装杆，所述第一磁体、所述第二磁体和所述第三磁体中部设置有轴向延伸的通孔，所述第一磁体、所述第二磁体和所述第三磁体依次套装于所述安装杆，所述安装杆的两端设置有限位环，两个所述限位环分别与所述第一磁体的前端和所述第三磁体的后端相抵。
14.优选地，所述安装杆两端设置有螺纹并连接有螺母，两个所述螺母分别压紧两个所述限位环。
15.优选地，连接所述发射线圈和所述接收线圈的导线穿过所述第二磁体和所述第三磁体中部的通孔向后延伸。
16.本实用新型提供一种薄壁小径管内部检测电磁超声导波探头，包括把手、发射线圈和接收线圈，第一磁体、第二磁体和第三磁体沿轴向依次排列，第三磁体的后端连接把手的前端，第一磁体后端与第二磁体前端的极性相同且相互靠近，第二磁体后端与第三磁体前端的极性相同且相互靠近，发射线圈和接收线圈分别安装于第一磁体、第二磁体和第三磁体形成的两个接缝处，第一磁体、第二磁体和第三磁体的外径小于待测薄壁小径管的内径，以使第一磁体、第二磁体和第三磁体由待测薄壁小径管的一端开口伸入待测薄壁小径管内部。
17.检测过程中，手持装置的把手，将第一磁体、第二磁体和第三磁体由待测薄壁小径管的一端开口伸入待测薄壁小径管内部，发射线圈在管材内部激发导波，遇到管材壁的缺陷时，将缺陷导波信号反射回来，由接收线圈进行接收，处理缺陷导波信号完成检测。
18.通过上述方式提升检测效率，可以检测各种类型的异型管，避免出现检测盲区，探头也会卡住，避免损坏探头和管材，同时能够检测包裹在壳体内的管材，避免壳体的干涉，提升探头的适用性和便捷性。进一步地，将同极性的磁极靠近，并将发射线圈和接收线圈放磁极靠近处，最大限度的增强线圈区域的磁性，提高探头的能量转换效率，实现探头的最小化，使探头结构简单，制作方便且尺寸小，更适合小径管材只能从内部检测的场合。
附图说明
19.图1为本实用新型所提供的薄壁小径管内部检测电磁超声导波探头的一种具体实施方式的结构示意图；
20.图2为本实用新型所提供的薄壁小径管内部检测电磁超声导波探头的一种具体实施方式的检测原理图。
具体实施方式
21.本实用新型的核心是提供一种薄壁小径管内部检测电磁超声导波探头，通过将探头伸入管材内部进行检测，由管材内壁激发导波并接收管材缺陷导波信号，提升装置的适用性和便捷性。
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
23.请参考图1和图2，图1为本实用新型所提供的薄壁小径管内部检测电磁超声导波探头的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本实用新型所提供的薄壁小径管内部检测电磁超声导波探头的一种具体实施方式的检测原理图。
24.本实用新型具体实施方式提供一种薄壁小径管内部检测电磁超声导波探头，包括第一磁体1、第二磁体2、第三磁体3、把手4、发射线圈5和接收线圈6，其中，第一磁体1、第二磁体2和第三磁体3沿轴向依次排列，第三磁体3的后端连接把手4的前端，第一磁体1后端与第二磁体2前端的极性相同且相互靠近，第二磁体2后端与第三磁体3前端的极性相同且相互靠近，第一磁体1、第二磁体2和第三磁体3形成两个接缝，发射线圈5和接收线圈6分别安装于两个接缝处，第一磁体1、第二磁体2和第三磁体3的外径小于待测薄壁小径管9的内径，以使第一磁体1、第二磁体2和第三磁体3由待测薄壁小径管9的一端开口伸入待测薄壁小径管9内部。
25.检测过程中，手持装置的把手4，将第一磁体1、第二磁体2和第三磁体3由待测薄壁小径管9的一端开口伸入待测薄壁小径管9内部，发射线圈5在管材内部激发导波，遇到管材壁的缺陷时，将缺陷导波信号反射回来，由接收线圈6进行接收，处理缺陷导波信号完成检测。
26.通过上述方式提升检测效率，可以检测各种类型的异型管，避免出现检测盲区，探头也会卡住，避免损坏探头和管材，同时能够检测包裹在壳体内的管材，避免壳体的干涉，提升探头的适用性和便捷性。进一步地，将同极性的磁极靠近，并将发射线圈和接收线圈放磁极靠近处，最大限度的增强线圈区域的磁性，提高探头的能量转换效率，实现探头的最小化，使探头结构简单，制作方便且尺寸小，更适合小径管材只能从内部检测的场合。
27.具体地，第一磁体1后端与第二磁体2前端均为s极，第二磁体2后端与第三磁体3前端均为n极。发射线圈5安装于前端的接缝处，接收线圈6安装于后端的接缝处，即发射线圈5位于接收线圈6前方。也可根据情况调整各磁体的磁极方向，或使发射线圈5位于接收线圈6后方，均在本实用新型的保护范围之内。
28.为了便于安装，两个接缝处设置有环形缝隙，发射线圈5和接收线圈6嵌入环形缝隙内。可以使相邻的两个磁体之间直接设置缝隙，也可使相邻的两个磁体端面直接贴紧，并在端面边缘处加工出环形槽，形成环形缝隙，也可使线圈之间套装在接缝处。
29.在本实用新型具体实施方式提供的薄壁小径管内部检测电磁超声导波探头中，第一磁体1、第二磁体2和第三磁体3具体为圆柱形的钕铁硼强磁，各圆柱形的轴线沿轴向依次同轴布置，把手4也为圆柱形，与各磁体同轴设置。
30.具体地，发射线圈5由直径1mm的铜漆包线缠绕，接收线圈6由直径0.31的铜漆包线缠绕，绕制圈数结合电磁超声导波激发设备，根据检测灵敏度要求，在试样上实测得到。钕铁硼强磁的外径小于待测薄壁小径管9内径4mm，每个钕铁硼强磁的最小长度为待测薄壁小
径管9需检测长度的1
‰
。可根据情况调整各部件的形状及尺寸，均在本实用新型的保护范围之内。
31.把手4采用绝缘材料，检测空间限制需要减少探头长度时，可以采用柔性绝缘材料，检测时能够弯折把手4，适用较小的空间，也可采用万向头连接把手4和第三磁体3，手持把手4，可使前端的磁体结构朝任意方向弯折，便于插入管内。
32.在上述各具体实施方式提供的薄壁小径管内部检测电磁超声导波探头的基础上，把手4前端设置有轴向延伸的安装杆7，第一磁体1、第二磁体2和第三磁体3中部设置有轴向延伸的通孔，第一磁体1、第二磁体2和第三磁体3依次套装于安装杆7上，实现各部件的稳定连接。同时，由于各磁体同极接近会相斥，因此在安装杆7的两端设置限位环8，使两个限位环8分别与第一磁体1的前端和第三磁体3的后端相抵，通过两个限位环8套装在安装杆7上，两个限位环8夹紧三个磁体，使三个磁体的端面相互靠近。
33.具体地，安装杆7两端设置有螺纹并连接有螺母，两个螺母分别拧紧进而压紧两个限位环8。也可采用其他限位方式，如设置限位卡扣结构等。还可使连接发射线圈5和接收线圈6的导线穿过第二磁体2和第三磁体3中部的通孔向后延伸。
34.以上对本实用新型所提供的薄壁小径管内部检测电磁超声导波探头进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。