[实用新型]用于储氢气瓶局部检测的超声扭转模态导波探头

说明书

本实用新型涉及一种用于储氢气瓶局部检测的超声扭转模态导波探头，所述探头包括外壳和检测组件，所述检测组件包括用于产生扭转模态导波并可弯曲变形的磁致伸缩带、永磁体、线圈以及用于电连接线圈和超声导波检测系统的连接器，磁致伸缩带位于外壳的外部，永磁体包括位于外壳内的永磁体横部以及一对分别设于永磁体横部两侧的永磁体竖部，永磁体横部和磁致伸缩带相平行，永磁体竖部的端部伸出外壳外并与磁致伸缩带相连接，永磁体和磁致伸缩带之间围成容纳线圈芯的腔室，所述线圈与永磁体的极化方向相平行，所述连接器位于外壳的外壁上。与现有技术相比，本实用新型可用于定位和定量检测气瓶的变截面处、瓶口处等缺陷高发部位的局部超声导波检测。

技术领域

本实用新型属于特种设备检测技术领域，具体涉及一种用于储氢气瓶局部检测的超声扭转模态导波探头。

背景技术

储氢气瓶是一种用于储存液态氢的碳纤维全缠绕气瓶，工作压力为35MPa，最新型的车用储氢气瓶工作压力可达到70MPa，因此储氢气瓶的缺陷检测十分重要。超声导波是一种全截面检测的无损检测方法，是一种整体检测方法，可以用于储氢气瓶的在役检测和监测。常规超声导波检测方法可以对气瓶进行整体检测，确定缺陷轴向位置，但该检测方法仍然无法准确定位缺陷的周向位置，对变截面处的检测灵敏度也较低。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种用于储氢气瓶局部检测的超声扭转模态导波探头，该探头操作简便，不用再单独进行磁化操作，对发现的缺陷进行更精确的定位和定量，可以用于检测气瓶的变截面处、瓶口处等缺陷高发部位的局部超声导波检测。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种用于储氢气瓶局部检测的超声扭转模态导波探头，所述探头包括外壳和检测组件，所述检测组件包括用于产生扭转模态导波并可弯曲变形的磁致伸缩带、永磁体、线圈以及用于电连接线圈和超声导波检测系统的连接器，所述磁致伸缩带位于外壳的外部，所述永磁体包括位于外壳内的永磁体横部以及一对分别设于永磁体横部两侧的永磁体竖部，所述永磁体横部和磁致伸缩带相平行(此平行是在磁致伸缩带未弯曲时的状态)，所述永磁体竖部的端部伸出外壳并与磁致伸缩带相连接(采用粘接，在测量时，将磁致伸缩带弯曲至所需的曲度时，再将磁致伸缩带粘在永磁体上)，所述永磁体和磁致伸缩带之间围成容纳线圈芯的腔室，所述线圈与永磁体的极化方向相平行(此处的相平行是指线圈所位于的平面与永磁体极化方向所位于的平面相平行)，所述外壳的底部设有供永磁体的两极及线圈伸出的通孔，永磁体竖部的壁面与外壳的底部相连接(采用卡接)，所述连接器位于外壳的外壁上。永磁体提供恒定纵向磁场使得磁致伸缩带处于磁化状态，超声导波检测系统通过连接器对线圈提供交变电流，通电线圈产生横向交变磁场，在恒定纵向磁场和横向交变磁场的配合下，基于磁致伸缩效应原理磁致伸缩带发生振动从而激励导波。其中，永磁体提供纵向磁场，线圈提供横向交变磁场，探头通过纵向磁场和横向交变磁场的作用，在磁致伸缩带中通过磁致伸缩效应产生扭转模态导波进行储氢气瓶的局部检测。外壳的底部与永磁体固定连接，而不与磁致伸缩带相固定，可避免影响磁致伸缩带振动激励导波。超声导波检测系统采用现有常采用的检测系统即可。

进一步地，所述磁致伸缩带呈长方形带状，采用具有高性能磁致伸缩性能的材料制成，比如铁钴合金材料或镍材料(纯度为99.99％)制成，所述磁致伸缩带的厚度为0.20-0.30mm。所述磁致伸缩带的厚度为0.25mm。

进一步地，所述永磁体采用铁氧体磁铁，所述永磁体的磁感应强度不低于300mT。

进一步地，所述腔室中还设有与磁致伸缩带相连接(采用粘接)的铁芯组件，所述线圈缠绕在铁芯组件上。铁芯组件用于增强横向交变磁场。

进一步地，所述铁芯组件呈长方体，由多个分铁芯沿磁致伸缩带的长度方向间隔设置而成，相邻的分铁芯之间的间隙为0.5-1.5mm，优选为1mm。