[实用新型]磁致伸缩导波传感器及含有传感器的换热管缺陷检测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于超声无损检测领域，特别涉及换热管内检测用磁致伸缩导波传感器及含有传感器的换热管缺陷检测系统。

背景技术

换热管在石化行业中被广泛使用，且使用数量正随着行业发展急剧增加。由于换热管工作环境恶劣，经常处于高温、高压的条件下，其应力状况复杂，在应力交互作用下容易产生失效，且腐蚀的积累也极易导致换热管产生失效，因而存在极大的安全隐患，所以对换热管的检测是十分必要的。面前，对于换热管的检测方法主要有远场涡流检测、局部磁饱和涡流检测、内旋转超声相控阵检测以及漏磁检测方法。上述检测方法，其传感器的检测范围有限，因而传感器必须穿过换热管被检区域，才能完成整根换热管的检测，探头的移动过程使得检测效率偏低，且装置较为复杂。另一方面，要求换热管对被检区域内壁进行清洗，也影响了上述方法的检测效率。

超声导波检测具有通过单点激励即可实现长距离检测的优势，将其应用于换热管检测，在检测过程中无需移动探头即可对整根换热管进行检测。现在有一种波检测方法是利用磁致伸缩传感器在波导管中激励扭转波脉冲，通过导波锥与换热管内壁的机械耦合，将波导管中的扭转波脉冲传至换热管，同理接收扭转波回波，完成对换热管的检测。该方法要求换热管内表面与导波锥接触良好，以实现良好的机械耦合，因而对换热管内壁的表面要求较高，对于换热管内表面凹凸不平的情况，表面处理较为繁琐，从而造成了实际操作中的不便。

另外，还有一种技术是用于换热管的检测方法，通过电磁场的能量耦合，基于磁致伸缩效应，在换热管中激励并接收扭转波，完成对换热管的检测。该方法要求导电钢刷与换热管内壁接触良好，以构成直流回路用以提供周向偏置磁场，因而仍需对管道表面进行处理，在实际操作中会带来不便。上述两种传感器均要求良好的表面接触，清洗要求高；且均是利用扭转波检测换热管缺陷，而扭转波对轴向缺陷敏感，而对于周向缺陷并不敏感，因而对其检测对象有较大限制。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提供了换热管内检测用磁致伸缩导波传感器及含有传感器的换热管缺陷检测系统，其在检测时将传感器线圈部分放置在管内，无需与换热管机械接触，检测过程中无需移动传感器即可实现对换热管的高效检测；使用钐钴材料的激励磁铁和接收磁铁提供静态偏置磁场，可激励出模态单一的纵向导波，有利于缺陷的检测与识别。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了用于换热管缺陷检测的磁致伸缩导波传感器，包括外壳，所述外壳整体呈圆柱形，外壳的外侧壁上设置有第一环形布线槽和第二环形布线槽，所述第一环形布线槽和第二环形布线槽内分别放置有激励线圈和接收线圈，激励线圈和接收线圈均为螺线管线圈，外壳内腔在对应于激励线圈和接收线圈的位置分别放置有激励磁铁和接收磁铁，所述激励磁铁和接收磁铁均为钐钴永久磁铁，所述激励磁铁和接收磁铁均呈圆柱形且极化轴线均平行于外壳的轴线，外壳的一端连接有插头连接座，插头连接座上连接有激励插头和接收插头，激励插头通过激励导线与激励线圈相连接，接收插头通过接收导线与接收线圈相连接，激励插头和接收插头均安装在插头连接座远离外壳的一侧。

优选地，所述激励磁铁和接收磁铁之间设置有中间定位件，中间定位件位于外壳内且其两端分别与激励磁铁和接收磁铁相抵接。

优选地，所述外壳远离插头连接座的一端安装有端部定位件，所述端部定位件的一端伸入外壳内与接收磁铁相抵接。

优选地，所述插头连接座靠近外壳的一侧延伸有柱台，所述柱台伸入外壳内部并与激励磁铁相抵接，柱台上设置有便于激励导线和接收导线穿过柱台的走线孔。

优选地，所述插头连接座包括箱体和盖在箱体上盖板，所述激励插头和接收插头均安装在盖板上。

优选地，所述外壳、端部定位件、中部定位件和插头连接座均由绝缘材料制成。

优选地，所述外壳上设置有便于激励导线和接收导线走线的走线长槽，所述第一环形布线槽、第二环形布线槽和走线长槽内均灌封有环氧树脂。

优选地，所述激励磁铁的长度为激励线圈的宽度的两倍以上，所述接收磁铁的长度为接收线圈的宽度的两倍以上。