[实用新型]超声导波复合式无损检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及无损检测技术领域，特别提供了一种能进行长距离或大面积快速精确检测结构中缺陷的复合式超声导波无损检测装置。

背景技术

在石油、化工等工业领域，各种管道和管线被大量应用。特别是在石化工厂、输油输气站场内，铺设在地上和地下的各种管道，很可能由于管内介质的腐蚀性或者是管外的腐蚀性环境，导致管壁内、外表面产生腐蚀甚而酿成灾难性事故或造成严重的环境污染。

因此，对管线进行定期检测和有针对性的维护，是保证管道安全运行的必要前提。但是，很多管道通常由于埋在地下，所以不能作目视检验，也无法进行测厚；很多管道外层都含有用作防腐或保温的包覆层，若用传统的检测方法对其进行检测，则必须开挖大量的土方甚至需要剥离管道外的包覆层以便使管线暴露出来进行检测。这些检测方法费用很高，花费时间也明显较多；他们并不能很好的满足实际应用的要求。

针对金属管线等待测物的缺陷检测问题，近来，国外研制开发了可以对管道腐蚀情况进行长距离检测的超声导波检测技术。此技术只需在管道上局部开挖并去除局部包覆层以安置检测传感器，就可以检测很长一段管道上的缺陷。这种技术是通过用适当技术方法在管道内激励出超声导波，利用超声导波在管道中远距离传播的特性，超声导波在传播过程中遇到缺陷形成反射回波，拾取此回波缺陷信号即可判断缺陷。

目前将超声导波用做无损检测在应用中主要有两大类技术：一类是英国帝国理工学院研发的压电式导波检测技术，另一类是美国西南研究院研发的磁致伸缩式导波检测技术。但是，压电陶瓷式导波检测在超声导波激发过程中存在激发效果不理想，超声导波衰减很大，实际检测距离相对较短的技术缺陷；而磁致伸缩式导波检测技术，对反射回波的检测灵敏度较低，应用效果也不够理想。

人们渴望获得一种技术效果更好的超声导波无损检测技术，其应该能实现被检结构(例如管线、铁轨、钢板)的长距离或大面积快速精确检测，同时保障检测的高灵敏度和对检测结果进行后续处理的可能性，为技术的进一步应用和发展提供现实的可能性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种技术效果更佳的超声导波复合式无损检测方法及其装置。其能实现被检结构(例如管线、铁轨、钢板)的长距离或大面积快速精确检测，保障检测的高灵敏度。

本实用新型提供了一种超声导波复合式无损检测装置，其特征在于：所述超声导波复合式无损检测装置中用于激励超声导波的具体为电磁激励装置101；所述超声导波复合式无损检测装置中用于接收反射回波902的装置具体为压电元器件；

所述电磁激励装置101具体为磁致伸缩激励装置或者电磁超声激励装置或使用此两者复合的激励装置；电磁激励装置101具体使用单个电磁激励单元或者有限个电磁激励单元的组合；当选用有限个电磁激励单元的组合时，这有限个电磁激励单元的组合成阵列形式，在计算机等控制方式的控制下进行同时或相控阵激励。如果使用相控阵激励，则可以达到动态聚焦的效果，可使导波传播更远，检测灵敏度更高；

所述超声导波复合式无损检测装置中，所使用的用于激励产生发射导波901的零部件与用于接收反射回波902的压电装置二者之间为分别独立布置的分体关系或者二者固定在一起成为一个整体。

在本实用新型所述超声导波复合式无损检测装置中，用于接收反射回波902的接收装置4具体是压电传感接收阵列7，所述压电传感接收阵列7中包含有以下三类压电传感器中的至少一类：厚度振动模压电陶瓷401，长度振动模压电陶瓷402，将厚度振动模压电陶瓷401与长度振动模压电陶瓷402组装在一起构成的复合接收单元。复合接收单元不但可以检测缺陷信号，还有利于识别导波模态和对缺陷进行特征识别和定量，以便于使得检测结果能够定性和定量，更为精准且便于实际应用。

本实用新型所述超声导波复合式无损检测装置中，所使用的压电传感接收阵列7中共包含有至少1个压电接收单元(优选范围是10～512个)；

按照使用方法的不同，所述的压电传感接收阵列7具体为以下三类传感器阵列其中之一或其组合：检测长度方向振动的长度模压电传感接收阵列601，检测横向振动的长度模压电传感接收阵列602，检测厚度方向振动的厚度模压电传感接收阵列603。

在本实用新型所述超声导波复合式无损检测装置中，包含有至少两个用来检测反射回波902的接收装置4；