[实用新型]一种纵波模式电磁超声管道内检测螺旋导波换能器

说明书

技术领域

本实用新型属于无损检测中超声检测技术领域，涉及一种纵波模式电磁超声管道内检测螺旋导波换能器，具体涉及一种应用于管道无损检测的纵波模式电磁超声管道内检测螺旋导波换能器。

背景技术

电金属管道种类繁多、数量大，应用广泛。应用于诸如电力电站、石化、石油，化工行业，机械行业、长输油气、供水工程，跨海大桥，码头桥桩给水、排水、供热、供煤气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中。管道的无损检测对其使用的安全评价和修复具有重要作用。电磁超声检测技术是超声波无损检测技术的一种，是无损检测领域一种新型、有效的技术，可用于金属材料的检测。电磁超声波检测的原理与传统压电超声波检测技术不同。在工业领域中，电磁超声检测具有非接触、无需耦合剂等优势，在管道检测中有广泛的应用市场。

电磁超声换能器是电磁超声检测的关键。电磁超声换能器即是超声检测的探头部分，是产生和接收超声波的核心部件。线圈置于被测工件近表面，对线圈通交变电流，在近表面内部产生涡流，在磁场偏置作用下，交变涡流受到交变的洛伦兹力。涡流质点在交变洛伦兹力的作用下，形成机械振动，产生超声波。在电磁超声检测应用过程中，因线圈形状和与磁场偏置不同，产生不同种类超声波。根据超声波的传播原理，进行金属管道无损检测。

金属管道的缺陷普遍存在周向、纵向、斜向的多方向性缺陷，而传统研究的电磁超声换能器仅能产生单一纵向导波或周向导波，不能满足电磁超声管道检测的实际需求。

发明内容

实用新型目的：

本实用新型提供一种纵波模式管道内检测电磁超声螺旋导波换能器，可以产生沿管道不同方向传播的电磁超声导波，从而实现管道任意方向螺旋导波的产生和任意方向管道缺陷的检测。

技术方案：

一种纵波模式电磁超声管道内检测螺旋导波换能器，包括保护外壳、握持结构、行走支撑结构、永磁铁和线圈，其特征在于：保护外壳为拱形，保护外壳两侧平面连接有行走支撑结构，一侧行走支撑结构的另一侧连接有握持结构，保护外壳外弧面上侧开有容纳槽，容纳槽内连接有永磁铁，永磁铁上下端面皆为弧面，永磁铁上弧面连接有线圈，永磁铁的上下弧面磁性相反。

所述行走支撑结构由支撑件和滑轮组成，支撑件连接于保护外壳两侧平面，滑轮安装于支撑件上部。

所述握持结构由连接角件、手柄、内杆和把手组成，连接角件连接在行走支撑结构的支撑件一侧，内杆螺纹连接于手柄的一端，内杆连接在连接角件的另一侧，手柄的端部一侧连接有把手。

所述把手设有扣手槽，扣手槽为四个圆横向交叠组成。

所述手柄和内杆上还连接有锁紧件。

所述手柄为管状结构，管状结构一端是封闭的，管壁一侧开有豁口，内壁设有内螺纹，内杆为圆柱形，外壁设有与手柄内壁内螺纹相匹配的外螺纹，内杆间隔开有环形槽，锁紧件和环形槽宽度与豁口宽度相同，锁紧件包括锁紧件A和锁紧件B，锁紧件A一侧设有半圆槽A，半圆槽A直径与内杆的环形槽内直径相匹配，锁紧件B一侧设有半圆槽B，半圆槽B直径与手柄的外直径相匹配。

所述支撑件为L型，下部转角处上平面紧贴于保护外壳内弧面，上侧中间开有方槽，滑轮安装于方槽内。

所述线圈为柔性线圈，线圈整体断面为拱形，其下弧面与永磁铁上弧面重合，平面所视线圈为倾斜曲折形状，工作导线长于端线，工作导线与端线不垂直。

所述保护外壳的容纳槽内设有注胶通道。

优点及效果：

与传统压电超声检测比较，电磁超声检测在实际应用中有以下优势：对被测工件要求低，不需要与被测工件接触，就可向其发射和接收返回的超声波，因此对被探工件表面不要求特殊清理，较粗糙的表面也可直接探伤；电磁超声换能器不需要任何耦合介质，因其是靠电磁效应发射和接收超声波的，其能量转换则是在被测工件表面的趋肤层内进行的；适用范围广，电磁超声换能器可通过更换线圈产生不同种类的超声波。与横波模式电磁螺旋超声波比较，纵波模式传播速度高于横波模式传播速度，检测速度快。与管道外检测设备相比，管道内检测更适用于检测长埋于地下油气管道。

电磁超声管道螺旋导波换能器可通过改变工作夹角，即工作导线与端线之间的夹角产生不同升角的螺旋导波。与传统管道纵向超声导波或周向超声导波相比，该螺旋导波能实现管道纵向、周向、斜向即任意方向的超声波的产生和缺陷检测，使得电磁超声管道检测范围全面，广泛。