[发明专利]一种水管无损检测的电磁超声探头

说明书

一种水管无损检测的电磁超声探头，包括外壳，检测部分，设置在检测部分右侧的旋转部分，信号处理部分，检测部分中设置有电磁超声检测模块、深度探测模块和信号传输中转站，电磁超声检测模块包括滚珠，气压式膨胀管道和电磁超声换能器；深度探测模块包括激光测距探头、控制电路系统和齿条，齿条被伺服电机驱动下的齿轮带动后，可控制旋转部分实现转动式前进；气压式膨胀管中包括安装在滚珠顶端的压力传感器、转动室、螺杆转子和与螺杆转子螺纹活动连接的压力泵。能检测不同直径大小管道的破损情况，利用气压式膨胀贴合管道内壁表面，采用电磁超声换能器来对管道进行无损检查，且移动顺畅，使无损检测效果更加准确。

技术领域

本发明涉及无损检测领域，尤其涉及一种水管无损检测的电磁超声探头。

背景技术

城市地下管网是城市深埋在地下的血管，在城市建设中起着重要的作用。供水管线，排水管线，天然气管线等等都长期埋设在地下各自起着不同的作用。因早期城市地下管道规划较为落后，分布情况纷繁复杂并且深埋在地下造成了管道难以统一管理，也给后来的新城市建设制造了不少问题。超期服役、管道老化、地质变动、施工不良等情况容易引起的地下管道泄漏，是管网运行维护中的巨大挑战。由于地下管道泄漏难以定位和监控，且早期泄漏较隐蔽难以及时发现，也给地下管道的安全运行和维护维修带来了挑战。

大城市的地下排水管网分布广泛，长度甚至可达数千公里。而当前给水管网泄漏检测主要是靠人工巡检、车载巡检、民众反馈等被动方法进行处理。故管网泄漏日常人工巡检和车载巡检的工作量是非常繁重的,并且不能做到泄漏及时检测。

此外，现有的电磁超声探头的永磁铁是单级或是反向多级排列型，但无论何种永磁铁，数量上的改变都是为了提高待测工件的磁化强度，但是根本上没法解决磁力线散射的问题，随着电磁超声探头与待测工件提离距离的提高，只要是毫米的变化，磁化强度就成指数递减，并且实验证明待测工件上的磁力波纹成环状散射，环中心和环外侧磁化最弱，因此如何聚集磁力线，使待测工件的磁化强度提高是亟待解决的技术问题。

由于信号源的交直流转化和信号源的稳定度影响检测效果，比如CN 105465614 A提到的利用泄漏检测装置来检测，当整体或绝缘外层发生破损，对地绝缘电阻发生变化，但是这种检测过程中，信号传输和处理信息的过程比较复杂，且容易出现干扰，影响到检测的稳定性和精确性，且对于管壁不能进行全方位的检测，会容易出现漏洞，所以需要对此进行改进。

现有的电磁超声检测装置是材料无损检测的重要方法，对于产品质量保证，重要设备器件安全运行保障发挥着十分重要的作用，对于电磁超声检测中使用的电磁超声换能器及相应的检测控制电路的技术也比较成熟。它根据磁致伸缩效应原理，既然磁场能够引起铁磁性材料微观结构的变形。若对铁磁性材料施加交变磁场。交变磁场就会使其周期性变形，而微观结构的变形就使其产生振动。振动就可以激发超声波。因此，可以对铁磁性材料施加高频交变磁场。使其周期性伸缩振动，从而激发出超声波。通过对超声波的采集分析，找到突变波形所对应的材料裂纹，实现无损探伤。使用这一原理设计的传感器叫电磁超声换能器(EMAT)。但将电磁超声检测装置运用到实际水管的检测过程中，仍需要技术创新加以实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：设计一种能检测不同直径大小管道的破损情况，利用气压式膨胀贴合管道内壁表面，采用电磁超声换能器来对管道进行无损检查，且移动顺畅，使无损检测效果更加准确的水管无损检测的电磁超声探头。

为了解决上述技术问题，本发明设计的一种水管无损检测的电磁超声探头，包括外壳，检测部分，设置在检测部分右侧的旋转部分，信号处理部分，检测部分中设置有电磁超声检测模块、深度探测模块和信号传输中转站，电磁超声检测模块包括滚珠，气压式膨胀管道和电磁超声换能器；深度探测模块包括激光测距探头、控制电路系统和齿条，齿条被伺服电机驱动下的齿轮带动后，可控制旋转部分实现转动式前进；气压式膨胀管中包括安装在滚珠顶端的压力传感器、转动室、螺杆转子和与螺杆转子螺纹活动连接的压力泵。