[发明专利]一种可快速更换的组合式磁致伸缩导波相控阵换能器

说明书

本发明公开了一种可快速更换的组合式磁致伸缩导波相控阵换能器。磁致伸缩带的内表面通过耦合剂粘贴在待检对象表面；多个声波感应单元紧密贴合在磁致伸缩带的外表面；周向预紧机构位于声波感应单元的边缘将声波感应单元和磁致伸缩带一起压紧在待检对象表面上；探头夹夹紧每相邻两个声波感应单元折起向外的端部，从而将各个声波感应单元组合为相控阵换能器。本发明的装置不仅容易保证探头的一致性，易于更换和维修，而且可以灵活应用于不同直径金属压力管道和金属板的检测，大大提高了装置的适用性和实用性。

技术领域

本发明涉及超声导波无损检测技术领域的一种磁致伸缩换能器，尤其是涉及一种可快速更换的组合式磁致伸缩导波相控阵换能器。

背景技术

近些年来，各地资源开发及能源需求激增，由此推动了管道建设的新浪潮，也使得管道运输在资源调配方面承担着重要的任务。但随着铺设管道的规模日益庞大，因腐蚀、老化等原因造成的管道事故也随之频发。

超声导波无损检测技术因其检测距离长、效率高、成本低等优势，被广泛应用于管道检测。传统单通道换能器不能对缺陷进行周向定位，只能激发特定模态导波，存在缺陷定征能力差，无法适应不同环境下特殊结构管道的缺陷检测。而在此基础上发展起来的相控阵换能器通过控制阵列化换能器和相控激励的各阵元参数，可以实现波束聚焦、频率扫描、模态扫描等功能。这不仅可以提高缺陷检测的灵敏度，还可根据管道自身结构特征选择检出效果较好的激励模态，从而增加管道检测的适应性。同时与压电式导波换能器相比较，磁致伸缩导波换能器的探头结构小、重量轻、成本低，可快速部署到检测和监测现场。但目前，常见的多通道磁致伸缩相控阵换能器多为一体式设计，每个通道对应的线圈都有一段走向平行于导波传播方向的无效激励区域。这种形式的换能器不仅减少了耦合进管道的导波能量，也干扰了由其激发出特定模态的导波，增加了信号解读的难度。其次，一体化的设计也降低了对不同直径管道检测的灵活性和维修更换的便捷性。

发明内容

本发明实施例提供了一种可快速更换的组合式磁致伸缩导波相控阵换能器，其目的是为了解决目前相控阵换能器在不同直径管道检测中安装使用不便且存在无效激励区域的问题。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

磁致伸缩带，磁致伸缩带预磁化后的内表面通过耦合剂粘贴在待检对象表面；

声波感应单元，多个声波感应单元紧密贴合在磁致伸缩带的外表面；

周向预紧机构，位于声波感应单元的边缘将声波感应单元和磁致伸缩带一起压紧在待检对象表面上；

探头夹，夹紧每相邻两个声波感应单元折起向外的端部，从而将各个声波感应单元组合为相控阵换能器。

所述声波感应单元包括：

感应线圈；

柔性电路板，柔性电路板内封装有感应线圈，且柔性电路板在感应线圈引出端预留焊盘；

转接电路板，连接安装在柔性电路板的焊盘上；

柔性包覆层，柔性包覆层是由主片和裙边一体组成，主片中部的两侧边缘外延形成裙边，主片和裙边均呈平行的条状，柔性电路板固定布置在柔性包覆层主片中部的表面上，柔性包覆层裙边的两端处外表面上固定有纽扣。

所述的裙边的长度短于主片的长度，将柔性包覆层短于裙边的主片的两端部分垂直于中部弯折形成折起部，相邻两个所述声波感应单元的柔性包覆层的折起部贴合接触后被探头夹夹紧。