一种储氢气瓶检测用的小型纵向超声导波探头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种储氢气瓶检测用的小型纵向超声导波探头，其特征在于，包括提供纵向恒定磁场的永磁体，通过磁滞伸缩效应激励纵向导波的磁致伸缩带，强化交变磁场的磁芯组，连接排线的连接器，提供交变纵向磁场、提供激励信号和采集缺陷信号的线圈，保护和固定部件的外壳，连接线圈和导波检测设备的线圈接头。本实用新型专利技术实现对非金属材质的气瓶进行检测，该探头通过高性能磁致伸缩材料激励纵向导波，激励导波能量高，检测灵敏度高。该探头集成磁化装置，不用单独进行磁化，操作简便，通过多个探头组合工作，可以进行缺陷监测，实现自发自收或一发多收的工作模式。

【技术实现步骤摘要】
一种储氢气瓶检测用的小型纵向超声导波探头
本技术涉及一种储氢气瓶检测用的小型纵向超声导波探头，属于特种设备检测

技术介绍
高压储氢气瓶工作压力高，储存介质极度易燃易爆，现在我国已有多家企业打破国外垄断，成功生产储氢气瓶。储氢气瓶装载在汽车上使用时，影响安全因素非常多，因此通过无损检测储氢气瓶上的缺陷至关重要。常规超声导波检测方法通常采用整圈激励的方式检测缺陷，检测效率高，但是在常规导波检测时，难以确定缺陷周向位置，检测范围大，且对于瓶底和瓶嘴等部位检测灵敏度较低。超声导波检测中常有很多干扰信号，纵向导波不同于其他模态导波，其声速是最快的，使得缺陷回波最快被探头接收，因此容易识别缺陷信号。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：如何在对储氢气瓶的无损检测中确定缺陷周向位置，如何提高对于瓶底和瓶嘴等部位检测的灵敏度，如何在检测中增强缺陷信号。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是提供了一种储氢气瓶检测用的小型纵向超声导波探头，其特征在于，包括磁滞伸缩效应激励纵向导波的磁致伸缩带，在磁致伸缩带上设有提供纵向恒定磁场的永磁体，在永磁体和磁致伸缩带之间设有强化交变磁场的磁芯组，磁芯组之间设有连接排线的连接器，连接器与提供交变纵向磁场、提供激励信号和采集缺陷信号的线圈连接，在磁致伸缩带的外部设有保护和固定部件的外壳，在外壳上设有连接线圈和导波检测设备的线圈接头。优选的，所述的磁致伸缩带为高性能磁致伸缩性能的材料，为长方形带状，宽度为50mm，厚度为0.25mm。优选的，所述的永磁体为U性铁氧体磁铁，磁感应强度不低于300mT，磁铁两脚连线与磁致伸缩带弯曲方向垂直，两脚间距约为50mm，端角曲率与被检测对象相同。优选的，所述的磁芯组由多个长条形碳钢铁芯组成与永磁体方向平行，每个铁芯长度约为30mm，宽度约为8mm，底部有深度为2mm刻槽用于布置线圈，每个铁芯之间间距约1mm，每个铁芯底部曲率与被检测对象相同。优选的，所述的连接器为长条形定制连接器，两侧具有40针插口，用于连接线圈，引出一条导线与外壳上的线圈接头连接。优选的，所述的线圈为40针排线，材质为无氧铜，表面包括PVC塑料，采用树脂胶固定在铁芯刻槽上，排线与铁芯紧密贴合。优选的，所述的所述外壳材质为硬质塑料，外壳底部根据被检测对象加工成相应曲率的弧形，与磁致伸缩带匹配。优选的，所述的所述线圈接头为优质单针射频同轴连接器，与线圈连接器相连。与现有技术相比，本技术具有以下优点：(1)常规纵向导波探头只能检测铁磁性材料，提供一种用于检测非金属储氢气瓶局部检测的纵向超声导波探头，检测灵敏度更高。(2)由于纵向超声导波声速最快，因此缺陷回波先于其他模态干扰回波被探头接收，易于进行信号分析。(3)该探头可以根据检测对象定制，用于检测气瓶的变截面处、瓶底和瓶口处等部位缺陷。(4)该探头通过高性能磁致伸缩材料激励纵向导波，导波能量大幅提高，可以发现更小的缺陷。(5)该探头集成磁化装置，不用单独进行磁化，操作简便。可以实现不拆卸气瓶进行在役检测。(6)通过多个探头组合工作，可以进行缺陷监测，实现自发自收或一发多收的工作模式。附图说明图1为一种储氢气瓶检测用的小型纵向超声导波探头内部示意图；图2为一种储氢气瓶检测用的小型纵向超声导波探头外部示意图；附图说明：永磁体(1)，磁致伸缩带(2)，磁芯组(3)，连接器(4)，线圈(5)，外壳(6)，线圈接头(7)。具体实施方式为使本技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。实施例1如图1和图2所示，本专利涉及一种储氢气瓶检测用的小型纵向超声导波探头，属于特种设备检测
其特征在于，包括提供纵向恒定磁场的永磁体1，通过磁滞伸缩效应激励纵向导波的磁致伸缩带2，强化交变磁场的磁芯组3，连接排线的连接器4，提供交变纵向磁场、提供激励信号和采集缺陷信号的线圈5，保护和固定部件的外壳6，连接线圈和导波检测设备的线圈接头7，磁滞伸缩效应激励纵向导波的磁致伸缩带2，在磁致伸缩带2上设有提供纵向恒定磁场的永磁体1，在永磁体1和磁致伸缩带2之间设有强化交变磁场的磁芯组3，磁芯组3之间设有连接排线的连接器4，连接器4与提供交变纵向磁场、提供激励信号和采集缺陷信号的线圈5连接，在磁致伸缩带2的外部设有保护和固定部件的外壳6，在外壳6上设有连接线圈5和导波检测设备的线圈接头7。具体实施方式：在检测开始前，测量被检测部位曲率，制作相同曲率的永磁体、铁芯和外壳。在检测前清洁被检测部位。在被检测部位和探头的磁致伸缩带上均匀涂抹超声耦合剂。然后将探头贴合在被检测部位表面，来回移动使得耦合剂均匀分布，挤出多余耦合剂。固定探头时，采用绑带或者树脂胶进行固定。最后采用导线连接探头至超声导波检测系统进行检测。此次检测对象为Ⅲ型车用储氢气瓶,外径400mm，长约890mm，体积约为70L。永磁体为U性铁氧体磁铁型号为Y30，两脚间距为50mm。端角曲率半径为200mm。磁致伸缩带为高性能磁致伸缩性能的材料，材质为铁钴合金材料，宽度为50mm，厚度为0.25mm。磁芯组3由多个长条形碳钢铁芯组成，每个铁芯长度为30mm，宽度为8mm，共8个铁芯组成一组。每个铁芯之间间距约1mm，连接器为长条形定制连接器，两侧具有40针插口。线圈5为40针排线。检测激励信号频率为256kHz。将探头和气瓶瓶身上均匀涂抹耦合剂，在然后连接探头至超声导波检测系统进行检测。探头放置在瓶身上对瓶身至瓶嘴过渡段区域进行检测，发现有大量碳纤维断裂缺陷。实施例2本实施例的主体结构与实施例1的结构相同，不同之处此次检测的对象为Ⅲ型车用储氢气瓶的外径为280mm，制作探头底部曲率半径为140mm，探头宽度为60mm，长为90mm，底部磁滞伸缩带宽为50mm，长为80mm。探头放置在底部瓶身端，将瓶底等分为11个检测区域，通过探头完成对瓶底的在线检测。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储氢气瓶检测用的小型纵向超声导波探头，其特征在于，包括磁滞伸缩效应激励纵向导波的磁致伸缩带(2)，在磁致伸缩带(2)上设有提供纵向恒定磁场的永磁体(1)，在永磁体(1)和磁致伸缩带(2)之间设有强化交变磁场的磁芯组(3)，磁芯组(3)之间设有连接排线的连接器(4)，连接器(4)与提供交变纵向磁场、提供激励信号和采集缺陷信号的线圈(5)连接，在磁致伸缩带(2)的外部设有保护和固定部件的外壳(6)，在外壳(6)上设有连接线圈(5)和导波检测设备的线圈接头(7)。/n

【技术特征摘要】
1.一种储氢气瓶检测用的小型纵向超声导波探头，其特征在于，包括磁滞伸缩效应激励纵向导波的磁致伸缩带(2)，在磁致伸缩带(2)上设有提供纵向恒定磁场的永磁体(1)，在永磁体(1)和磁致伸缩带(2)之间设有强化交变磁场的磁芯组(3)，磁芯组(3)之间设有连接排线的连接器(4)，连接器(4)与提供交变纵向磁场、提供激励信号和采集缺陷信号的线圈(5)连接，在磁致伸缩带(2)的外部设有保护和固定部件的外壳(6)，在外壳(6)上设有连接线圈(5)和导波检测设备的线圈接头(7)。


2.如权利要求1所述的一种储氢气瓶检测用的小型纵向超声导波探头，其特征在于，所述的磁致伸缩带(2)为高性能磁致伸缩性能的材料，为长方形带状，宽度为50mm，厚度为0.25mm。


3.如权利要求1所述的一种储氢气瓶检测用的小型纵向超声导波探头，其特征在于，所述的永磁体(1)为U性铁氧体磁铁，磁感应强度不低于300mT，磁铁两脚连线与磁致伸缩带弯曲方向垂直，两脚间距约为50mm，端角曲率与被检测对象相同。


4.如权利要求1所述的一种储氢气瓶检测用的小型纵向超声导波探头，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁菊，袁奕雯，刘书宏，张蒲根，刘重阳，朱旭晨，韩守鹏，吴晨，
申请(专利权)人：上海市特种设备监督检验技术研究院，
类型：新型
国别省市：上海;31