[发明专利]内插式全线圈结构电磁超声纵向导波探头及无损检测方法

权利要求书

1.一种内插式全线圈结构电磁超声纵向导波探头，其特征在于：由探头骨架(1)、轴向周期分布的螺线管电磁铁组(2)、收发一体螺线管电涡流线圈(3)、电磁铁屏蔽导线(4)和电涡流线圈屏蔽导线(5)以及保护层(6)组成；螺线管电磁铁组(2)和收发一体螺线管电涡流线圈(3)均缠绕在探头骨架(1)上，呈多段周期分布，螺线管电磁铁组(2)与电磁铁屏蔽导线(4)相连接，收发一体螺线管电涡流线圈(3)与电涡流线圈屏蔽导线(5)相连接，电磁铁屏蔽导线(4)和电涡流线圈屏蔽导线(5)固定在探头骨架(1)一端，保护层(6)包覆在探头外侧一周；

所述探头整体呈圆柱状结构，检测时能直接插入被检测管道(9)一端内部，激发和接收沿被检测管道(9)轴向传播的纵向模态超声导波(10)，实现被检测管道的长距离、非接触和无需耦合剂导波检测。

2.根据权利要求1所述的一种内插式全线圈结构电磁超声纵向导波探头，其特征在于：所述螺线管电磁铁组(2)呈多段周期分布，且相邻两段螺线管电磁铁线圈绕制方向相反，形成相同磁极面对面布置，将螺线管电磁铁组(2)产生的轴向磁场(7)转化为周向均匀分布的径向磁场(8)。

3.根据权利要求1所述的一种内插式全线圈结构电磁超声纵向导波探头，其特征在于：所述收发一体螺线管电涡流线圈(3)呈多段周期分布，布置在螺线管电磁铁组(2)各分段之间，各分段线圈绕制方向相同，但由于相邻两段所处下方区域径向磁场(8)方向相反，从而在其下方管壁区域产生方向相反的电磁力，进而在被检测管道(9)中激发和接收沿管道轴向传播的纵向模态超声导波(10)。

4.根据权利要求1所述的一种内插式全线圈结构电磁超声纵向导波探头，其特征在于：所述收发一体螺线管电涡流线圈(3)的分布周期为所激发纵向超声导波波长的二分之一。

5.权利要求1至4任一项所述的一种内插式全线圈结构电磁超声纵向导波探头的无损检测方法，其特征在于：所述内插式全线圈结构电磁超声导波探头插入被检测管道(9)，通过激励电涡流线圈屏蔽导线(5)的输入端口对收发一体螺线管电涡流线圈(3)通入高频交变电流，从而使得被检测管道(9)中产生涡流；通过电磁铁屏蔽导线(4)的输出端口对螺线管电磁铁组(2)通入矩形长脉冲电流，从而在被检测管道(9)中产生垂直于涡流的长脉冲偏置磁场，在偏置磁场和涡流的联合作用下在被检测管道(9)中产生方向平行于管道轴向的洛伦兹力，当收发一体螺线管电涡流线圈(3)分布周期为纵向超声导波波长的一半时，以该洛伦兹力作为激振力会在被检测管道(9)中激发超声导波，超声导波在被检测管道(9)中传播时在遇到缺陷或端面时会产生回波，通过对缺陷回波的检出便得到缺陷的位置及大小信息；在接受回波时，洛伦兹力和脉冲磁场共同在被检测管道(9)中产生涡流；从而在收发一体螺线管电涡流线圈(3)中产生电压，通过电涡流线圈屏蔽导线(5)的输出端口得到检出电压。