[发明专利]利用环形激光激励轴向导波的管道检测方法及装置

权利要求书

1.一种利用环形激光激励轴向导波的管道检测方法，其特征是，采用脉冲式激光发射器(1)，使激光器发射出的圆型激光束通过透镜组成的光路系统转换为圆环形的激光束(8)，同时根据管道半径的大小调整环形光斑的直径大小，让环形激光辐射在布置于管道一端的套环(4)上，套环将环形激光束产生的冲击力载荷传递到管道的环形截面上，同时由于夹紧装置（5）对管道壁的约束作用管壁内产生了定波长的轴向对称模态导波，所述轴向对称模态导波遇到管道缺陷产生的回波信号被布置在管道外壁上的信号接收装置（6）接收，接收装置将接收到的信号输入至数字示波器(7)中，通过回波波峰与激励信号波峰的距离判断管道缺陷的轴向位置，实现管道检测。

2.根据权利要求1所述环形激光激励轴向导波的管道检测方法，其特征在于，所述出管道缺陷距离传感器的轴向位置x为：

                                                    。

3.实施权利要求1所述利用环形激光激励轴向导波的管道检测方法的装置，其特征在于，由激光发射器（1）、聚焦减束光路系统（2）、环形光光路系统（3）、套环（4）、夹紧装置（5），信号接收装置（6）、数字示波器（7）组成；所述激光发射器（1）、聚焦减束光路系统（2）、环形光光路系统（3）安装在光具座(10)上，以激光光束的传播方向依次布置并且使光束与光路系统中的透镜组中心重合；所述套环（4）布置在管道端面上，所述夹紧装置（5）夹紧管道的外壁，夹紧装置（5）底部连接在光具座（10）上，信号接收装置（6）布置在管道外壁面上并且靠近管道的激励端。

4.根据权利要求3所述利用环形激光激励轴向导波的管道检测装置，其特征在于，所述套环由硬质低阻耗橡胶圈(4a)与增透膜 (4b) 组成，所述增透膜 (4b)粘贴在橡胶圈面向环形光束的一端，橡胶圈的了另一端布置在管道的环形端面上。

5.根据权利要求3或4所述利用环形激光激励轴向导波的管道检测装置，其特征在于，所述聚焦减束光路系统（2）由凹透镜（2a）和凸透镜(2b) 组成，所述环形光光路系统由负轴棱锥体透镜( 3a)、正轴棱锥体透镜（3b)和凸透镜(3c)组合而成，负圆锥体透镜(3a)、正圆锥体透镜(3b)和凸透镜(3c)以激光光束的传播方向为中心依次布置。

6.根据权利要求3或4所述利用环形激光激励轴向导波的管道检测装置，其特征在于，所述夹紧装置（5）为夹紧管道限制管道自由度的管道夹，所述夹紧装置（5）距离管道端面的距离为1~10cm。

7.根据权利要求3或4所述利用环形激光激励轴向导波的管道检测装置，其特征在于，所述信号接收装置（6）为列阵排布的压电传感器组或者为PVDF传感器，压电传感器数量为4个到10个围绕着管壁均匀阵列排布。

8.根据权利要求3或4所述利用环形激光激励轴向导波的管道检测装置，其特征在于，所述聚焦减束光路系统（2）和环形光光路系统（3）安装固定在相同的套筒中。