The invention belongs to the field of ultrasonic nondestructive testing, and proposes an electromagnetic ultrasonic transducer for exciting torsional guided waves of pipelines and its working method. The transducer includes hinges, permanent magnets, scale studs, magnet clamping devices, excitation coils, pipelines to be tested and clamps. Permanent magnets can be kept by a magnet clamping device. The pipeline is axisymmetrical and uniformly distributed, thus forming a radial magnetic field along the pipeline to be measured in the pipeline to be measured. A sudden excitation signal along the axis of the pipeline to be measured is introduced into the excitation coil. Under the action of Lorentz force, a torsional guided wave propagating along the axis of the pipeline to be measured will be generated. The invention can be widely applied to the length measurement, damage and corrosion detection of tubular structures.
【技术实现步骤摘要】
一种用于激发管道扭转导波的电磁超声换能器及其工作方法
:本专利技术涉及电磁超声无损检测技术,尤其涉及一种用于激发管道扭转导波的电磁超声换能器及其工作方法。
技术介绍
:管道运输不仅运输量大、连续、迅速、经济、安全、可靠、平稳以及投资少、占地少、费用低,并可实现自动控制。因此广泛应用于石油、天然气、矿石、煤炭、建材、化学品和粮食等的长距离运输。然而,随着管道工作时间的延长以及各种环境因素的影响(风吹、日晒、下雨、下雪等),管道不可避免地会出现腐蚀、裂纹、疲劳等损伤。因此有必要定期对管道的健康状况进行检测。目前常用的方法有:射线检测、渗透检测、磁粉检测和超声波检测等。本专利技术属于超声波导波无损检测领域,其关键器件为电磁超声换能器(Electromagneticacoustictransducer,简称EMAT)。EMAT是一种激发和接收超声波的装置。该装置无需声耦合剂,结构简单,可以方便地激发多种模式的超声波,可实现非接触、高温、快速测量,因此广受研究者关注。在金属导体中激发电磁超声,通常有两种方法,一种是基于洛伦兹力机理,一种是基于磁致伸缩机理。基于洛伦兹力的电磁超声换能器通常用于非铁磁性导电材料的检测,一般由磁铁,激励线圈和待测试件组成,线圈设置在待测试件上,磁铁设置在线圈上面。检测时,在发射线圈中施加猝发激励信号,线圈在待测试件上感应出与激励信号同频率的电涡流,电涡流在磁铁的静态偏置磁场作用下在待测试件中产生洛伦兹力,动态洛伦兹力作用下待测试件中产生超声波,超声波接收的过程是超声波激发过程的逆过程。对于管道来说,管道结构中存在三种模态的导波:纵向模态导 ...
【技术保护点】
1.一种用于激发管道扭转导波的电磁超声换能器,其特征在于:包括铰链(1)、永磁铁(2)、刻度螺柱(3)、磁铁夹持装置(4)、激励线圈(5)、待测管道(6)以及卡扣(7),所述磁铁夹持装置(4)由两个具有对称结构的半圆组成,其中两个半圆的一端通过铰链(1)来连接,另一端由卡扣(7)连接,组成一个圆形,磁铁夹持装置(4)套设于待测管道(6)外侧,磁铁夹持装置(4)的轴线与待测管道(6)的轴线重合,永磁铁(2)镶嵌在磁铁夹持装置(4)的孔中,永磁铁(2)沿待测管道(6)轴对称均匀分布,刻度螺柱(3)均匀地分布在磁铁夹持装置(4)的周向,激励线圈(5)沿待测管道(6)周向均匀分布。
【技术特征摘要】
1.一种用于激发管道扭转导波的电磁超声换能器,其特征在于:包括铰链(1)、永磁铁(2)、刻度螺柱(3)、磁铁夹持装置(4)、激励线圈(5)、待测管道(6)以及卡扣(7),所述磁铁夹持装置(4)由两个具有对称结构的半圆组成,其中两个半圆的一端通过铰链(1)来连接,另一端由卡扣(7)连接,组成一个圆形,磁铁夹持装置(4)套设于待测管道(6)外侧,磁铁夹持装置(4)的轴线与待测管道(6)的轴线重合,永磁铁(2)镶嵌在磁铁夹持装置(4)的孔中,永磁铁(2)沿待测管道(6)轴对称均匀分布,刻度螺柱(3)均匀地分布在磁铁夹持装置(4)的周向,激励线圈(5)沿待测管道(6)周向均匀分布。2.如权利要求1所述的用于激发管道扭转导波的电磁超声换能器,其特征在于:所述永磁铁(2)的极化方向沿待测管道(6)的径向,并且相邻两个永磁铁(2)的极化方向相反。3.如权利要求2所述的用于激发管道扭转导波的电磁超声换能器,其特征在于:所述激励线圈(5)接入的激励信号采用调制的tone-burst信号,电流的方向沿待测管道(6)的轴向。4.如权利要求1所述的用于激发管道扭转导波的电磁超声...
【专利技术属性】
技术研发人员:张应红,钱征华,魏霄,王彬,胡天祥,裴勇喆,黄浩宇,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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