[发明专利]一种基于超磁致伸缩材料的激振检振一体化系统

说明书

技术领域

本发明属于无损检测和工程检测技术领域，具体来说是涉及一种基于超磁致伸缩材料的激振检振一体化系统。

背景技术

弹性波层析成像技术又称为弹性波CT技术，可分为声波CT和地震波CT。该技术是利用弹性波在正常材料和缺陷(如蜂窝、不密实、离析或架空等)中传播速度(主要指纵波速度)的差异，通过走时数据的拾取和计算机反演成像技术来重建介质的速度分布图像，进而直观地再现介质内部的精细结构。随着电子及计算机技术的不断发展，弹性波层析成像技术也在不断成熟和完善，作为一门新颖的检测技术，与常规波速测定相比，具有较高的分辨率，更有利全面细致的对被测物进行质量评价，为波速成像开拓了新的路径，在混凝土厚度及内部缺陷检测、油气输送管道泄漏、锚杆锚固质量检测，木材弹性模量及缺陷检测以及岩溶勘查、采空区探测等工程物探中发挥着越来越重要的作用，并取得了显著的效果。

该技术使用不同数量的激振器和检振器，同一时刻单个激振器激发，所有检振器接受，形成一发多收的扇形透射，经过不同位置的激振器激发，所有检振器接受，将在被测区域形成致密的射线交叉网络。按照激发与接收时间互换原理，每条射线弹性波旅行时间将被唯一确定，射线通过异常体时，将产生时间旅行差，当多条致密交叉射线通过异常体时，就会对异常体的空间位置进行唯一确定，然后再根据射线的疏密程度及成像精度的要求，在施测范围内划分若干规则的成像单元，实现透视空间离散化，可认为每个成像单元的介质是均匀的，波速是单一的，通过对诸多成像单元波速的数学物理反演计算，可获得异常体波速的展布形态。

在弹性波检测中，产生振源的激振器和拾取弹性波的检波器是实现有效检测的关键。传统的激振器一般是用手锤或力棒敲击作为振源，但是这种方法力度不好把握，频率也往往达不到要求。液压式激振器价格较贵，体积较大。压电式激振器中的压电材料存在应变小、能量低的问题。目前，本技术领域中存在不足和问题是：

(1)在弹性波CT检测时需要多个激振器、检振器才能将被测材料的整个速度场进行层析成像，因此利用传统分离式的激振、检振装置进行弹性波CT检测时，必然存在检测设备数量多、检测成本高的问题。

(2)激振/检振器的控制部分独立于激振、检振器，整个检测过程采用以计算机作为控制核心的有线控制方式，在检测中，需要利用电缆将计算机与控制装置、多个激振器、多个检振器连接，因此，存在安装复杂、电缆布设成本高的问题。

(3)目前弹性波CT检测采用单个激振器瞬时激振，所有检振器同时检振的方法，虽然这种检测方式简单、易行，但由于激振产生的瞬时弹性波频率、幅度、相位等信息未知，再经存在缺陷的材料中传播时，出现波的折射、反射、衍射等现象，造成检振器检测的弹性波信号在进行信号处理时难度较大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术不足，提供一种结构紧凑，制造和使用成本低，便携性能好，更便于操作和使用，提高检测工作效率的基于超磁致伸缩材料的激振检振一体化系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于超磁致伸缩材料的激振检振一体化系统，由激振与检振器结构和控制系统两部分组成。所述激振与检振器结构包括偏置线圈1、激励线圈2、检振线圈3、线圈骨架4、顶座5、电源开关6、过线孔7、电源模块8、激振检振控制模块的外设接口9、激振检振控制模块10、外壳11、超磁致伸缩棒12、固定弹簧13、预压弹簧14、端盖15及冲击杆16；其特征是：所述线圈骨架、顶座用螺钉与外壳连接；线圈骨架上绕有检振线圈、偏置线圈和激励线圈；其中：偏置线圈、激励线圈分别为超磁致伸缩棒提供偏执磁场和激励磁场；所述顶座与外壳之间安装激振检振控制模块与电源模块；所述超磁致伸缩棒连接在冲击杆的定位槽中，冲击杆与端盖之间装预压弹簧，冲击杆与线圈骨架之间装固定弹簧，并且冲击杆与端盖之间通过预压弹簧形成悬架结构；所述端盖用螺纹连接外壳；所述激振检振控制模块通过过线孔将信号线与检振线圈、激励线圈相连；所述电源模块的电源线同样通过线圈骨架和上顶杆的过线孔与偏置线圈相连，并直接为偏置线圈供直流电。