[实用新型]一种纤维全缠绕复合气瓶的扭转模态低频导波检测探头

说明书

本实用新型涉及一种纤维全缠绕复合气瓶的扭转模态低频导波检测探头，包括带有中空内腔的外壳以及依次安装在外壳内的永磁体、保护层、磁致伸缩体以及固定在磁致伸缩体上的螺柱，所述的永磁体设置在外壳内腔底部，用以提供纵向磁场，所述的磁致伸缩体设置在外壳内腔开口处，用以实现扭转模态导波，其表面缠绕有与外部激励源连接并产生交变环向磁场的缠绕线圈。与现有技术相比，本实用新型具有针对纤维缠绕材料、扭转模态导波激励、导波能量高、检测距离远、干扰低等优点。

技术领域

本实用新型涉及特种设备检测技术领域，尤其是涉及一种纤维全缠绕复合气瓶的扭转模态低频导波检测探头。

背景技术

纤维全缠绕复合气瓶具有重量轻，承压能力强的优点，作为储存氢的容器用于氢能源汽车,由于储存的介质为易燃易爆的氢，而且压力高达35MPa至70Mpa，甚至更高，因此纤维全缠绕复合气瓶的质量安全至关重要。而制作气瓶的纤维全缠绕复合材料内的纤维对超声具有严重的干扰作用，因此常规超声检测时有大量噪声信号，检测难度很大。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种纤维全缠绕复合气瓶的扭转模态低频导波检测探头。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种纤维全缠绕复合气瓶的扭转模态低频导波检测探头，包括带有中空内腔的外壳以及依次安装在外壳内的永磁体、保护层、磁致伸缩体以及固定在磁致伸缩体上的螺柱，所述的永磁体设置在外壳内腔底部，用以提供纵向磁场，所述的磁致伸缩体设置在外壳内腔开口处，用以实现扭转模态导波，其表面缠绕有与外部激励源连接并产生交变环向磁场的缠绕线圈。

优选地，在检测时，磁致伸缩体下表面与螺柱之间设有耦合剂。

优选地，所述的永磁体为圆柱形磁环，其剩磁感应强度Br不低于300mT，牌号为Y30，厚度为20mm。

优选地，所述的磁致伸缩体为环形铁钴合金材料，材料牌号为Hiperco 50HS。

优选地，所述的磁致伸缩体厚度为3mm，其环形宽度与待检测的纤维全缠绕复合气瓶的壁厚相同，并且在表面开设深度0.4mm刻槽，用以安装缠绕线圈。

优选地，所述的缠绕线圈为无氧铜线导线，匝数为20圈，直径为0.36mm，安装在环形磁致伸缩体表面的刻槽中。

优选地，所述的螺柱与待检测的纤维全缠绕复合气瓶的瓶口配合。

优选地，所述的保护层为吸音海绵，其厚度为3mm。

优选地，所述的耦合剂为剪切波耦合剂。

优选地，所述的外壳为铝合金外壳，厚度为2mm，并且在内壁粘贴隔音波峰降噪海绵，用于减震保护整个探头。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

一、本实用新型提供的检测纤维全缠绕气瓶的声学检测方法，解决了现有超声检测无法对纤维缠绕材料进行检测的难题。

二、探头实现一体化的扭转模态导波激励，避免复杂的安装操作，在环形磁致伸缩体中产生扭转模态导波，可以对非金属等不导磁的材料进行检测。

三、探头通过环形磁致伸缩体产生扭转模态导波从而进行检测，因此激励的导波能量高，检测距离远。

四、扭转模态导波波长远远超过耦合剂层厚度，大部分导波能量能进入被检测缠绕气瓶中，同时纤维对导波的干扰也大大降低。

五、探头通过螺纹安装，安装快捷，同时能为环形磁致伸缩体提供适当的压力，保证导波声能更好的耦合进入被检工件。

附图说明

图1为本实用新型的正视结构示意图。