一種基于開(kāi)放磁路的磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于開(kāi)放磁路的磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)方法及傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油、化工、交通等行業(yè)的迅速發(fā)展，管道和纜索被大量應(yīng)用，其中管道因高溫、高壓、沖刷等原因易出現(xiàn)腐蝕、穿孔或壁厚減薄等失效形式;纜索因疲勞、雨水等原因易出現(xiàn)斷絲、銹蝕等失效形式。為避免事故的發(fā)生，需要對(duì)管道和纜索進(jìn)行定期檢測(cè)維護(hù)。超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)具有單點(diǎn)激勵(lì)即可實(shí)現(xiàn)一段區(qū)域快速檢測(cè)的特點(diǎn)，在檢測(cè)過(guò)程中，無(wú)需移動(dòng)傳感器，因此在該領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。
[0003]磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)具有非接觸、被檢構(gòu)件表面無(wú)需打磨處理、檢測(cè)效率高的優(yōu)點(diǎn)，適用于細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。美國(guó)專利US005456113A中公布了一種適用于大橋纜索的磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)方法，美國(guó)專利US005581037A中公布了一種適用于管道的磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)方法。上述兩個(gè)專利中涉及的檢測(cè)方法皆采用傳統(tǒng)閉合磁路的磁化方式對(duì)被檢纜索或管道進(jìn)行軸向磁化，即通過(guò)在纜索或管道表面沿周向布置一定數(shù)量的磁化器來(lái)提供均勻的軸向靜態(tài)磁場(chǎng)。雖然采用非接觸式檢測(cè)方法，無(wú)需對(duì)傳感器安裝位置進(jìn)行表面打磨處理，檢測(cè)效率高，但單個(gè)磁化器體積大，重量大，在一次導(dǎo)波檢測(cè)過(guò)程中需要裝拆多個(gè)磁化器，一定程度上降低了檢測(cè)效率；同時(shí)在實(shí)際檢測(cè)中，被檢細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的數(shù)量較多，采用磁化器提供軸向靜態(tài)磁場(chǎng)的檢測(cè)方式存在安裝不方便，費(fèi)時(shí)費(fèi)力的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種基于開(kāi)放磁路的磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)方法與裝置，其目的在于，利用永磁鐵邊緣處產(chǎn)生的軸向靜態(tài)磁場(chǎng)與螺旋線圈的軸向交變磁場(chǎng)相互作用，實(shí)現(xiàn)磁致伸縮縱向模態(tài)導(dǎo)波的激勵(lì)和接收，完成檢測(cè)過(guò)程。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種基于開(kāi)放磁路的磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)傳感器，其特征在于，該檢測(cè)傳感器包括激勵(lì)線圈、接收線圈和磁性裝置，其中，
[0006]所述磁性裝置包括多個(gè)檢測(cè)模塊，并且這些檢測(cè)模塊周向均勻布置，以用于吸附到被檢細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的外側(cè)；
[0007]每個(gè)檢測(cè)模塊均包括外殼、永磁鐵和導(dǎo)磁板，其中，所述永磁鐵固定安裝在所述外殼內(nèi)，其極化方向與被檢細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的軸線方向垂直，所述導(dǎo)磁板固定安裝在所述外殼上并能與被檢細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件接觸；
[0008]所有永磁體靠近細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的一端的極性相同；
[0009]相鄰兩外殼通過(guò)一調(diào)節(jié)裝置連接，每個(gè)調(diào)節(jié)裝置均包括一調(diào)節(jié)滑桿和兩調(diào)節(jié)螺栓，其中，所述調(diào)節(jié)滑桿上設(shè)置有長(zhǎng)條孔，兩調(diào)節(jié)螺栓均從所述長(zhǎng)條孔處貫穿所述調(diào)節(jié)滑桿，每顆調(diào)節(jié)螺栓分別固定連接在外殼上；
[0010]所述激勵(lì)線圈和所述接收線圈用于同軸套設(shè)于被檢細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的外側(cè)，所述激勵(lì)線圈能在輸入正弦交變電流后在被檢細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件表層產(chǎn)生沿細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件軸向的交變磁場(chǎng)，并且此交變磁場(chǎng)與所述永磁鐵形成的沿細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件軸向的靜態(tài)磁場(chǎng)相互作用，進(jìn)而在細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件中激勵(lì)縱向模態(tài)超聲導(dǎo)波并在接收線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，以使計(jì)算機(jī)接收到此感應(yīng)電壓的信號(hào)并判斷被檢細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件內(nèi)是否存在缺陷。
[0011]優(yōu)選地，所述外殼包括殼體和端蓋，所述殼體和端蓋均由不導(dǎo)磁材料制成，所述端蓋蓋合在所述殼體上，以與殼體共同配合封閉所述永磁體。
[0012]優(yōu)選地，所述導(dǎo)磁板由工業(yè)純鐵或低碳鋼制成。
[0013]優(yōu)選地，所述激勵(lì)線圈和/或接收線圈分別為多層導(dǎo)線繞制而成。
[0014]優(yōu)選地，所述激勵(lì)線圈和接收線圈分別靠近所述外殼的兩側(cè)布置。
[0015]按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括檢測(cè)傳感器，另外，該裝置還包括信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、信號(hào)預(yù)處理器、A/D轉(zhuǎn)換器和計(jì)算機(jī)，其中，所述功率放大器與激勵(lì)線圈電連接，所述信號(hào)預(yù)處理器與接收線圈電連接。所述計(jì)算機(jī)控制信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生正弦脈沖電流信號(hào)，經(jīng)功率放大器放大后輸入到所述檢測(cè)傳感器，在被檢細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件中激勵(lì)縱向模態(tài)超聲導(dǎo)波，同時(shí)接收超聲導(dǎo)波在接收線圈中產(chǎn)生的電信號(hào)，經(jīng)所述信號(hào)預(yù)處理器和A/D轉(zhuǎn)換器處理后，輸入所述計(jì)算機(jī)，最終獲取超聲導(dǎo)波檢測(cè)信號(hào)，以判斷被檢細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件內(nèi)是否存在缺陷。
[0016]按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種基于開(kāi)放磁路的磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)方法，用于在細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件上激勵(lì)和接收縱向模態(tài)導(dǎo)波以及實(shí)現(xiàn)細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的缺陷檢測(cè)，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0017]I)在被檢的細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的外側(cè)周向布置多個(gè)永磁鐵，其中每個(gè)所述永磁鐵中的極化方向均與所述細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的軸線垂直，以用于對(duì)細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件進(jìn)行磁化，從而在細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的表層產(chǎn)生逐漸衰減的軸向靜態(tài)磁場(chǎng);此外，所有永磁體靠近細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的一端的極性相同；
[0018]2)沿所述細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的軸向分別套設(shè)激勵(lì)線圈和接收線圈，并且激勵(lì)線圈和接收線圈的繞向相反；
[0019]3)計(jì)算機(jī)通過(guò)信號(hào)發(fā)生器和功率放大器向激勵(lì)線圈輸入正弦交變電流，從而在被檢細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件表層產(chǎn)生沿細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件軸向的交變磁場(chǎng)，并且此交變磁場(chǎng)與所述永磁鐵形成的沿細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件軸向的靜態(tài)磁場(chǎng)相互作用，進(jìn)而在細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件中激勵(lì)縱向模態(tài)導(dǎo)波并在接收線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓；
[0020]4)計(jì)算機(jī)通過(guò)信號(hào)處理器和A/D轉(zhuǎn)換器接收此感應(yīng)電壓的信號(hào)，以判斷細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件中是否存在缺陷。
[0021]按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種基于開(kāi)放磁路的磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)方法，用于在細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件上激勵(lì)和接收縱向模態(tài)導(dǎo)波以及實(shí)現(xiàn)細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的缺陷檢測(cè)，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0022]I)在被檢的細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的外側(cè)周向布置多個(gè)永磁鐵，其中每個(gè)所述永磁鐵中的極化方向均并與所述細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的軸線垂直，以用于對(duì)細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件進(jìn)行磁化，從而在細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的表層產(chǎn)生逐漸衰減的軸向靜態(tài)磁場(chǎng);此外，所有永磁體靠近細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件的一端的極性相同；
[0023]2)沿所述細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件軸向分別套設(shè)兩個(gè)第一螺線管線圈，所述的兩個(gè)第一螺線管線圈通過(guò)第一導(dǎo)線連接在一起以共同構(gòu)成激勵(lì)線圈；再沿所述細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件軸向分別設(shè)置兩個(gè)第二螺線管線圈，所述的兩個(gè)第二螺線管線圈通過(guò)第二導(dǎo)線連接在一起以構(gòu)成接收線圈，并且每個(gè)所述第二螺線管線圈分別套設(shè)在一對(duì)應(yīng)位置處的第一螺線管線圈上，其中，兩個(gè)第一螺線管線圈繞向相反，兩個(gè)第二螺線管線圈繞向相反；
[0024]3)計(jì)算機(jī)通過(guò)信號(hào)發(fā)生器和功率放大器向激勵(lì)線圈輸入正弦交變電流，從而在被檢細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件表層產(chǎn)生沿細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件軸向的交變磁場(chǎng)，并且此交變磁場(chǎng)與所述永磁鐵形成的沿細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件軸向的靜態(tài)磁場(chǎng)相互作用，進(jìn)而在細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件中激勵(lì)縱向模態(tài)導(dǎo)波并在接收線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓；
[0025]4)計(jì)算機(jī)通過(guò)信號(hào)處理器和A/D轉(zhuǎn)換器接收此感應(yīng)電壓的信號(hào)，以判斷細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件中是否存在缺陷。
[0026]按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種基于開(kāi)放磁路的