管道磁致伸缩导波传感器的制作方法

1.本实用新型属于传感器技术领域，具体涉及一种管道磁致伸缩导波传感器。


背景技术：

2.超声导波检测技术又称长距离超声遥探法，主要用于在线管道检测，可用于油气管网、石油管网、水下管道等长距离管道缺陷的检测，在实际检测中，通过磁致伸缩导波传感器可实现这一技术的应用。现有技术中，公开号为cn107422027a的中国专利文献提供了一种基于双环永磁体阵列的扭转模态导波磁致伸缩传感器，双环永磁体阵列可提供恒定的、较强的磁场强度对铁钴合金条带进行偏置磁化，从而产生超声导波进行检测。
3.现有的这种基于双环永磁体阵列的扭转模态导波磁致伸缩传感器具有以下不足：一是该传感器上的永磁铁阵列分布不够均匀，导致静磁场圆周分布不够均匀；二是难以保证铁钴合金带上的线圈绕制均匀，导致动态磁场分布不够均匀；由于这两种磁场不够均匀，使得该磁致伸缩传感器激发的扭转模态超声导波不够稳定。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在提供一种管道磁致伸缩导波传感器，解决现有技术中导波传感器激发的超声导波不够稳定的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
6.提供一种管道磁致伸缩导波传感器，包括两组能够对接成环形的传感器组件，每一组所述传感器组件包括外壳、永磁体阵列和铁钴合金带，两组所述传感器组件的外壳两端分别通过连接组件相连，两组所述传感器组件还分别设有半环骨架，所述半环骨架包括左右两侧的弧形板条，在所述弧形板条之间间隔设有多个磁铁装配槽，相邻所述磁铁装配槽沿周向的间距相同，所述永磁体阵列中的各磁铁对应设置在所述磁铁装配槽中；在所述弧形板条内侧底部分别间隔设有多个铁钴合金带卡槽，相邻所述铁钴合金带卡槽沿周向的间距相同，所述铁钴合金带的侧边对应卡设在所述弧形板条内侧的各铁钴合金带卡槽中，在相邻所述铁钴合金带卡槽之间的间隙位置设有缠绕在所述铁钴合金带的激励线圈。
7.优选的，在左右两侧的所述弧形板条之间设有多个隔条，所述磁铁装配槽位于相邻所述隔条之间，在所述弧形板条下侧位于所述磁铁装配槽底部分别设有托板部，所述铁钴合金带卡槽设于所述托板部内侧。
8.优选的，两侧的所述弧形板条之间端部还分别设有连接座，所述连接座上分别设有轴向的第一插销孔，所述外壳侧面对应设有第二插销孔，并在其中一个连接座底面设有用于插入所述铁钴合金带的装配孔。
9.优选的，所述连接组件包括用于对应插接在所述第一插销孔和第二插销孔中的螺栓，以及连接在所述螺栓端部的连接板，所述螺栓端部拧有压紧所述连接板的螺母。
10.优选的，在所述外壳侧面设有螺孔，所述螺孔中装有用于对应电连接到所述激励线圈的电缆接头。
11.优选的，所述外壳包括弧形顶板部，以及设于所述弧形顶板部两侧的侧板部。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该管道磁致伸缩导波传感器的两组传感器组件分别设有半环骨架，半环骨架上设有多个磁铁装配槽，相邻磁铁装配槽沿周向的间距相同，永磁体阵列中的各磁铁对应设置在磁铁装配槽中，使得相邻两组磁铁的间距相同，从而该传感器上的永磁铁阵列分布均匀，确保静磁场沿圆周分布均匀；在半环骨架的弧形板条内侧底部分别间隔设有多个铁钴合金带卡槽，相邻铁钴合金带卡槽沿周向的间距相同，在相邻铁钴合金带卡槽之间的间隙位置设有缠绕在铁钴合金带的激励线圈，这样，铁钴合金带上缠绕的相邻激励线圈间距相同，使得铁钴合金带上的线圈绕制均匀，从而动态磁场分布均匀；由于该管道磁致伸缩导波传感器的静磁场沿圆周分布均匀，且动态磁场也分布均匀，所以能够保证产生的超声导波的稳定性。
附图说明
13.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
14.图1为本实用新型管道磁致伸缩导波传感器一实施例的两组传感器组件的主视图。
15.图2为本实用新型管道磁致伸缩导波传感器一实施例的两组传感器组件的立体结构示意图。
16.图3为本实用新型管道磁致伸缩导波传感器一实施例中其中一组传感器组件的分解图。
17.图4为本实用新型管道磁致伸缩导波传感器一实施例中半环骨架的立体结构示意图。
18.图5为本实用新型管道磁致伸缩导波传感器一实施例中永磁体阵列和铁钴合金带在半环骨架中的装配示意图。
19.图6为图4的a部放大图。
20.图7为本实用新型管道磁致伸缩导波传感器一实施例中两组传感器组件在管道上的安装示意图。
21.图8为本实用新型管道磁致伸缩导波传感器一实施例中半环骨架的仰视图。
22.图中，各标号示意为：传感器组件1、外壳11、弧形顶板部111、侧板部112、第二插销孔113、螺孔114、永磁体阵列12、磁铁121、铁钴合金带13、激励线圈131、半环骨架14、弧形板条141、磁铁装配槽142、隔条143、托板部144、铁钴合金带卡槽1441、间隙位置1442、连接座145、第一插销孔1451、装配孔1452、电缆接头15、管道2、螺栓3、连接板31、螺母32。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.一种管道磁致伸缩导波传感器，请参阅图1至图8。
25.如图1和图2所示，该管道磁致伸缩导波传感器包括两组能够对接成圆环形的传感器组件1，这两组传感器组件1用于对接环保在管道上。如图3所示，每一组传感器组件均包括外壳11、永磁体阵列12和铁钴合金带13，且两组传感器组件1还分别设有半环骨架14，其中，外壳11包括弧形顶板部111，以及设于弧形顶板部111两侧的侧板部112，永磁体阵列12包括多块排列成圆弧形的磁铁121，永磁体阵列12、铁钴合金带13和半环骨架14罩设在外壳11中，半环骨架14可采用3d打印方式制作。
26.如图4所示，半环骨架14包括左右两侧的弧形板条141，在弧形板条141之间间隔设有多个磁铁装配槽142，永磁体阵列12中的各磁铁121对应设置在磁铁装配槽142中，其中，如图5所示，每一个磁铁装配槽142中装入两块并排的磁铁121，本实施例中，在左右两侧的弧形板条141之间设有多个隔条143，磁铁装配槽142位于相邻隔条143之间，在弧形板条141下侧位于磁铁装配槽142底部分别设有托板部144，磁铁121前后侧贴在隔条143侧面，磁铁121的端部托在托板部144上，相邻磁铁装配槽142沿周向的间距相同，这样，相邻两组磁铁121的间距相同，使得该传感器上的永磁铁阵列分布均匀，从而静磁场沿圆周分布均匀。
27.如图6所示，在弧形板条141内侧底部分别间隔设有多个铁钴合金带卡槽1441，相邻铁钴合金带卡槽1441沿周向的间距相同，结合图5所示，铁钴合金带13的侧边对应卡设在弧形板条141内侧的各铁钴合金带卡槽1441中，在相邻铁钴合金带卡槽1441之间的间隙位置1442设有缠绕在铁钴合金带13上的激励线圈131，这样，铁钴合金带13上缠绕的相邻激励线圈131间距相同，使得铁钴合金带13上的线圈绕制均匀，从而动态磁场分布均匀。
28.如图4所示，半环骨架14两侧的弧形板条141之间端部还分别设有连接座145，连接座145上分别设有轴向的第一插销孔1451，如图3所示，在外壳11的侧面对应设有第二插销孔113，如图7所示，当两组传感器组件1环抱在管道2上，两组传感器组件1的外壳两端分别通过连接组件相连，连接组件包括用于对应插接在第一插销孔1451和第二插销孔113中的螺栓3，以及设置在螺栓3端部的连接板31，连接板31上下侧分别设有螺孔，将连接板31上下端分别连接在两组传感器组件1的外壳上，在螺栓3端部拧有压紧连接板31的螺母32。通过采用不同长度的连接板，使得该管道磁致伸缩导波传感器能够安装在一定范围内不同直径的管道上。
29.如图8所示，在半环骨架14的其中一个连接座145的底面设有用于插入铁钴合金带13的装配孔1452，装配孔1452的长宽略大于铁钴合金带13的断面尺寸。另外，如图3所示，在外壳11的侧面设有螺孔114，螺孔114中装有电缆接头15，电缆接头15用于电连接到该外壳11内部的激励线圈，当该管道磁致伸缩导波传感器安装于待测管道上，且两组传感器组件1中的激励线圈通入相位相差90
°
的交流信号，即可在管道中产生超声导波，用于管道的缺陷检测。
30.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
31.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。