[发明专利]用于管道检测的磁致伸缩导波换能器及管道检测系统

说明书

本发明为一种用于管道检测的磁致伸缩导波换能器及管道检测系统，该用于管道检测的磁致伸缩导波换能器包括至少一个振动件和能产生的第一振动信号并接收管道返回的第二振动信号的换能组件，换能组件与振动件连接，振动件与管道相接触；换能组件将产生的第一振动信号通过振动件传递给管道；管道的缺陷位置所返回的第二振动信号通过振动件回传给换能组件。本发明解决了现有的导波换能器以及超磁致伸缩材料对管道的缺陷检测效果不佳的技术问题。

技术领域

本发明涉及管道检测技术领域，尤其涉及一种用于管道检测的磁致伸缩导波换能器及管道检测系统。

背景技术

管道运输是天然气运输的最主要方式，随天然气需求的快速增长，与其相应的管网设施建设同样快速发展。现阶段，长输送管道大多埋设于地下，穿越地区广阔，地形情况复杂，不同地形土壤腐蚀特性各异，再加上杂散电流和运送介质腐蚀等因素，管道容易受到外界腐蚀，使其寿命减少、安全性降低。长输送管道事故危害性十分严重，为避免重大安全事件的发生、消除安全隐患，如何针对管道安全性的评价和管理，对管道健康状况做到检测乃至监测的问题，受到广泛关注。为确保管道正常的使用，安全、可靠、高效的运行，对管道上裂痕、裂缝、破损、腐蚀和锈蚀等缺陷进行定期检测是非常必要的。

磁致伸缩导波检测是一种能够实现长距离、大范围的无损检测技术，其能实现现有无接触式检测工件难以到达的检测位置，其在管道、铁轨等工件的无损检测技术领域受到广泛关注。超声导波衰减小、传播距离远的特点使得超声导波检测技术的检测效率高，具有实时在线检测、监测工件内部状况的能力。而导波换能器用于产生和接收超声导波，是超声导波检测的核心部件，磁致伸缩导波换能器基于磁致伸缩效应与磁致伸缩逆效应，实现电磁能和机械能之间的相互转化，磁致伸缩导波换能器的机电转换系数决定了换能器的激励功率和接收效率。

目前，常用的导波检测系统使用的磁致伸缩材料是由Ni或FeCoV轧制所得的薄带，其磁致伸缩系数较低，导致由该带材制备所得的导波换能器的换能效率低，对激励端的功率要求高，而接收端所能接收到的信号强度低，限制了导波检测的检测距离。虽然，现有技术中已将超声导波换能器以及超磁致伸缩材料应用于管道检测，但是由于超磁致伸缩材料自身存在加工性能差、机械性能差的缺陷，大大缩短其工作寿命，使用中容易出现磨损、失效等情况；同时超磁致伸缩材料具有电阻率低的特点，在高频磁场环境下存在明显的涡流效应，对检测的效果产生影响。

针对相关技术中采用现有的导波换能器以及超磁致伸缩材料对管道的缺陷检测效果不佳的问题，目前尚未给出有效的解决方案。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用于管道检测的磁致伸缩导波换能器及管道检测系统，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于管道检测的磁致伸缩导波换能器及管道检测系统，能够对管道存在的裂痕、裂缝、破损、腐蚀和锈蚀等缺陷进行长距离、大范围的非接触式无损检测，检测精度高，使用寿命长。

本发明的另一目的在于提供一种用于管道检测的磁致伸缩导波换能器及管道检测系统，多个磁致伸缩导波换能器能够沿管道的周向以阵列排布，用于大尺寸的管道(管道的直径大于或者等于1m)检测，在大尺寸管道中激发超声导波并接收回波，从而达到对大尺寸管道检测的目的。

本发明的目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供了一种用于管道检测的磁致伸缩导波换能器，包括至少一个振动件和能产生的第一振动信号并接收管道返回的第二振动信号的换能组件，所述换能组件与所述振动件连接，所述振动件与所述管道相接触；

所述换能组件将产生的第一振动信号通过所述振动件传递给所述管道；

所述管道的缺陷位置所返回的第二振动信号通过所述振动件回传给所述换能组件。