[发明专利]宽频磁致伸缩SH导波检测装置及方法

说明书

宽频磁致伸缩SH导波检测装置及方法，涉及无损检测技术领域。针对现有的磁致伸缩SH导波技术仅能应用于人工检测，难以对工业板材、管件进行长时间监测问题，本申请提供的技术方案为：宽频磁致伸缩SH导波检测装置包括：偶数个永磁铁、磁致伸缩带、线圈和耦合剂；所述的磁致伸缩带通过所述的耦合剂沿被测工件的周向粘贴至少一周；所述的偶数个永磁铁以圆周方式排列在所述的磁致伸缩带上，相邻两个永磁铁的充磁方向相反；每个永磁铁上上缠绕有线圈，相邻永磁体上的线圈缠绕方向相反，相邻永磁体上的线圈串联连接，所述线圈与所述的磁致伸缩带的位置相对应。适用于对管道、板材等工业设备进行长期监测，对工业设备剩余寿命进行预测。

技术领域

涉及无损检测技术领域。

背景技术

板材、管件等在服役过程中经常产生裂纹和腐蚀等缺陷，形成安全隐患。为了保证产品的安全运行和有效使用，无损检测在石油石化、轨道交通等领域已经成为一种强制性措施。但是，现有的检测技术存在检测范围小、效率低，人工检测成本高、误差大等问题。磁致伸缩SH导波传播距离远，适合大型板材、管件的长期健康监测。

根据魏德曼效应的定义，铁磁性板材、管件在垂直于声波传播方向的水平静磁场和平行于声波传播方向的交变磁场的共同作用下，将产生SH导波。现阶段磁致伸缩导波检测系统其检测装置均采用预磁化的磁致伸缩带和曲折线圈，将磁致伸缩带沿管道周向或者板材垂直于声波传播方向粘贴，并使用永磁铁沿该方向将磁致伸缩材料磁化，然后将曲折线圈沿同方向放置在磁致伸缩带材上表面，通入交变电流后产生沿声波传播方向的交变磁场。该结构检测装置一方面预磁化导致偏置磁场较小，磁致伸缩材料无法发挥最佳磁致伸缩性能，且退磁导致无法长期监测；另一方面，周向曲折线圈结构形成带通滤波器，具有固定的中心频率，即需要人工更换线圈改变SH导波的工作频率，导致磁致伸缩SH导波技术仅能应用于逐点检测，难以对工业板材、管件进行长时间监测。

发明内容

针对背景技术中提到的，现有的磁致伸缩SH导波技术仅能应用于逐点检测，难以对工业板材、管件进行长时间监测问题，本申请提供的技术方案为：

宽频磁致伸缩SH导波检测装置，用于检测被测工件缺陷，所述的装置包括：偶数个永磁铁、磁致伸缩带、线圈和耦合剂；所述的磁致伸缩带通过所述的耦合剂沿被测工件的周向粘贴至少一周；所述的偶数个永磁铁以圆周方式排列在所述的磁致伸缩带上，相邻两个永磁铁的充磁方向相反；每个永磁铁上缠绕有线圈，相邻永磁体上的线圈缠绕方向相反，相邻永磁体上的线圈串联连接，所述线圈与所述的磁致伸缩带的位置相对应。

进一步，所述的线圈的缠绕方式具体为：以紧密的方式连续缠绕，即：相邻线圈紧密接触，且所述的线圈缠绕在所述的永磁铁的中间部分。

进一步，所述的线圈缠绕宽度为SH0导波波长的一半。

进一步，所述的磁致伸缩带的宽度与所述的线圈的宽度相同，且所述的磁致伸缩带位于所述的永磁铁的中间部分。

进一步，所述的磁致伸缩带采用镍、铁钴合金或者铁镓合金作为材料。

基于同一发明构思，本发明还提供了宽频磁致伸缩SH导波检测方法，用于检测被测工件缺陷，所述的方法是基于上述任意一项方案所述的装置实现的：

所述的方法包括：

范围确定步骤，用于根据所述的线圈的宽度，获取所述的线圈中通入交流电信号的频率范围的；

通入步骤，用于在所述的交流电信号频率范围内，从低到高、或者从高到低以固定步长向所述的线圈中通入交流电信号；

结果获取步骤，用于在通入不同频率的交流信号的情况下获取回波信号，获取缺陷直径。

进一步，所述的范围确定步骤具体为：包括：

采集所述的线圈宽度对应的线圈主频的步骤；