波导杆和超声监测设备制造技术

本发明专利技术提供一种波导杆，其为横截面呈矩形的细长状杆，具有两个相对设置的第一表面和两个相对设置的第二表面，所述波导杆在相对设置的所述第一表面开设有至少一对相对设置的凹槽。在波导杆的表面开设凹槽，使超声波在波导杆内传播时，干扰波被凹槽反射回去，从而避免干扰波到达待测件或收发装置产生干扰。干扰波到达待测件或收发装置产生干扰。干扰波到达待测件或收发装置产生干扰。

【技术实现步骤摘要】
波导杆和超声监测设备


[0001]本专利技术涉及无损检测
，尤其涉及一种波导杆和包含有波导杆的超声监测设备。

技术介绍

[0002]在石油石化行业中，管道中的传输介质在流动过程中会不断冲击管壁，加快管壁内部的腐蚀。过度的腐蚀将导致薄弱部位出现破损并引发泄漏，甚至可能导致爆炸等严重的安全事故。采用超声无损检测方式对管道壁厚进行定期测量可以降低管道泄露等事件的发生概率。
[0003]常规的超声检测技术不能满足高温管道壁厚在线监测需求，这主要是由于传感器无法长时间承受很高温度，传感器部分无法应用在高温场合。常规的超声检测技术的高温管道在线监测系统通常只能用在管道温度低于300℃的场景，为了实现对超过300℃高温管道壁厚的在线监测，核心是要解决传感器无法应用于高温的难题，而波导技术是解决这一难题的合理解决方式。
[0004]基于波导技术的超声在线监测系统的设计思想是将电路和传感器部分放置在远离高温管道的位置，声波通过波导传播至管道中。但是为了保证电路和传感器部分的温度尽可能低，波导需要做的很长，超声波便会在波导中形成导波。频散和多模态现象是导波的两个特有物理现象，这两种现象可能会导致以下结果：（1）超声回波声波较宽，测量精度低；（2）超声回波杂波多，不纯净，导致难以确定识别端面回波，致使其不可用；（3）可测量厚度范围小。因此，为了完成基于波导技术的超声在线监测系统，频散和多模态现象是必须要解决的难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种波导杆和超声监测设备，波导杆设置有凹槽，在设定一定的超声波频率时，使超声波频率与波导杆宽度之积（宽厚比≥1）高于12MHz
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mm，频散较小，且产生的对超声波干扰较大的模态波主要存在于波导杆边缘，超声波在传递时，凹槽能够将波导杆边缘的干扰波反射回超声波传递的起点，避免将干扰波传递至待测件，解决了现有技术中利用波导技术存在的频散和多模态的问题。
[0006]为了实现上述专利技术目的之一，本专利技术一实施方式提供一种波导杆，其为横截面呈矩形的细长状杆，具有两个相对设置的第一表面和两个相对设置的第二表面，所述波导杆在相对设置的所述第一表面开设有至少一对相对设置的凹槽。
[0007]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述第一表面的宽度≤所述第二表面的宽度。
[0008]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述凹槽沿所述第一表面的宽度方向延伸至相对的所述第二表面。
[0009]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述凹槽深度为1~5mm，在所述波导杆长度
方向上，所述凹槽的宽度为1~50mm，至少一对所述凹槽集中于自所述波导杆一端沿长度方向的1/2距离以内。
[0010]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述凹槽设置有1~10对，相邻设置的凹槽之间的间距为0~200mm。
[0011]本专利技术一实施方式还提供一种波导杆，其为横截面呈矩形的细长状杆，具有两个相对设置的第一表面和两个相对设置的第二表面，所述第一表面的宽度≤所述第二表面的宽度，所述第二表面至少包括两个不相同的宽度，且两个相对设置的所述第一表面为对称设置。
[0012]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，包括第一杆状部和第二杆状部，在所述第二表面上，所述第一杆状部具有宽度恒定的第一宽度，所述第二杆状部具有宽度恒定的第二宽度，所述第一宽度大于所述第二宽度。
[0013]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，在所述波导杆纵长方向上，自所述波导杆的两端向中部，所述第二表面的宽度逐渐变大或变小。
[0014]本专利技术一实施方式还提供一种超声监测设备，包括依次连接的收发装置、超声传感器、波导杆，所述波导杆为前述的波导杆，所述波导杆靠近所述超声传感器一端为顶端，远离所述超声传感器一端为底端。
[0015]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述波导杆分为发射波导杆和接收波导杆，所述发射波导杆上的所述凹槽靠近底端，所述接收波导杆上的所述凹槽靠近顶端。
[0016]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述超声传感器为压电超声传感器或电磁超声传感器。
[0017]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述超声传感器为电磁超声传感器时，包括磁体、线圈和换能增强材料，所述换能增强材料用于增强所述电磁超声传感器的换能效率。
[0018]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述换能增强材料依靠喷涂或粘接工艺附着在所述波导杆的顶端。
[0019]本专利技术提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本专利技术提供的波导杆上开设有对称设置的凹槽，当激发的超声波的频率与波导杆宽度之积高于12MHz
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mm时，频散较小，且产生的对超声波干扰较大的模态波主要存在于波导杆边缘，对称设置的凹槽能让干扰较大的模态波同时通过反射回到超声波传递的起始端，避免干扰较大的模态波传递至波导杆的传递终端，对超声波产生干扰，同时还能避免产生其他模态的波对波导杆内的超声波产生其他干扰。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施例中的超声监测设备的结构示意图。
[0021]图2是本专利技术实施例中的发射波导杆的结构示意图。
[0022]图3是本专利技术实施例中的接收波导杆的结构示意图。
[0023]图4是本专利技术实施例中的另一波导杆的结构示意图。
[0024]图5是本专利技术实施例中的另一波导杆的结构示意图。
[0025]图6是采用与本专利技术实施例中的波导杆形状相同但未开设凹槽的波导杆测得的超
声波形图。
[0026]图7是采用本专利技术实施例中的波导杆测得的超声波形图。
[0027]1、波导杆；11、第一表面；111、凹槽；12、第二表面；13、第一杆状部；14、第二杆状部；15、发射波导杆；16、接收波导杆；17、换能增强材料；2、超声传感器；3、收发装置；4、固定件；5、待测件。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本文使用的例如术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。
[0030]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波导杆，其特征在于，其为横截面呈矩形的细长状杆，具有两个相对设置的第一表面和两个相对设置的第二表面，所述波导杆在相对设置的所述第一表面开设有至少一对相对设置的凹槽。2.根据权利要求1所述的波导杆，其特征在于，所述第一表面的宽度≤所述第二表面的宽度。3.根据权利要求1所述的波导杆，其特征在于，所述凹槽沿所述第一表面的宽度方向延伸至相对的所述第二表面。4.根据权利要求3所述的波导杆，其特征在于，所述凹槽深度为1~5mm，在所述波导杆长度方向上，所述凹槽的宽度为1~50mm，至少一对所述凹槽集中于自所述波导杆一端沿长度方向的1/2距离以内。5.根据权利要求4所述的波导杆，其特征在于，所述凹槽设置有1~10对，相邻设置的凹槽之间的间距为0~200mm。6.一种波导杆，其特征在于，其为横截面呈矩形的细长状杆，具有两个相对设置的第一表面和两个相对设置的第二表面，所述第一表面的宽度≤所述第二表面的宽度，所述第二表面至少包括两个不相同的宽度，且两个相对设置的所述第一表面为对称设置。7.根据权利要求6所述的波导杆，其特征在于，包括第一杆状部和第二杆状部，在所述第二表面上，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永虔，李展鹏，屈正扬，吴勇锋，王霞，吴凯，汪开灿，许霁，
申请(专利权)人：零声科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：