专利名称：基于磁致伸缩效应的导波检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及管道检测技术，特别地，涉及一种适用于长距离管道检测的基于磁致伸缩效应的导波检测系统。
背景技术：
近年来海洋石油工业发展迅猛，各个石油公司在海上架设了大小不同的石油钻采平台。通常这些石油钻采平台需要铺设海底管线和海底电缆，海底管线和平台上部模块之间通过安装在导管架上的立管来连接。这些海洋平台立管网，因长期受到海水的腐蚀、风浪的冲击及内部腐蚀性介质等因素的影响，常常会发生腐蚀破坏从而引起的生产事故。因此加强海洋平台立管网腐蚀的在线检测与长期状态监测，对保障连续生产、防止安全事故发生有着十分重要意义。海洋石油平台的立管通常长度较长，比如，南海区域一般约130米左右，而且位置较特殊(约100米长在海水以下，其余部分悬空)，检测人员很难接近。传统的管道检测通常以外观检验、超声波测厚为主，辅助超声波探伤以及射线检测等常规检验工艺进行抽查。不过，上述管道检测系统的检测范围十分有限，难以实现对长距离管道进行检测。
实用新型内容为解决上述问题，本实用新型提供一种可以实现长距离管道检测的基于磁致伸缩效应的导波检测系统。本实用新型提供的基于磁致伸缩效应的导波检测系统包括待测管道和导波检测装置，所述待测管道包括管体，所述导波检测装置包括探头和主控设备，所述探头设置在所述管体表面，并且具有一个或多个磁致伸缩换能器，所述主控设备包括回波接收设备和信号输出设备，所述回波接收设备连接在所述探头和所述信号输出设备之间。在本实用新型的一较佳实施例中，所述待测管道为石油管道。在本实用新型的一较佳实施例中，所述待测管道为海上石油管道系统的海底管线或者海洋平台立管。在本实用新型的一较佳实施例中，所述管道还包括焊缝和法兰，且所述管体位于所述焊缝和法兰之间的区域具有管道缺陷。在本实用新型的一较佳实施例中，所述探头通过干耦合方式耦合到所述管体表面。在本实用新型的一较佳实施例中，所述探头位于邻近所述管体末端的位置。在本实用新型的一较佳实施例中，所述探头为磁性铁钴条带。相较于现有技术，本实用新型提供的基于磁致伸缩效应的导波检测系统利用磁致伸缩效应使探头产生沿管体轴向传播的超声应力波，并根据所述超声应力波在所述管体传播中返回的超声回波得到对应的脉冲波形，利用所述脉冲波形，不仅可以实现长距离管道的检测，并对管道缺陷的进行定位和分析等。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中:图1是本实用新型提供的基于磁致伸缩效应的导波检测系统一种实施例的结构示意图。图2是图1所示的基于磁致伸缩效应的导波检测系统的检测波形示意图。
具体实施方式
下面将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，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。请参阅图1，其为本实用新型提供的基于磁致伸缩效应的导波检测系统一种实施例的结构示意图。所述基于磁致伸缩效应的导波检测系统包括:待测管道100和导波检测装置200。所述待测管道100可以为石油管道，比如海上石油管道系统中的海底管线或者海洋平台立管，其中所述待测管道100包括管体110、焊缝120和法兰140，并且所述管体110位于所述焊缝120和法兰140之间的区域具有管道缺陷130。为便于理解，图1所示的待测管道100的管体110以直管作为例子，不过应当理解，在具体实施例中，所述管体110还可以为弯曲管道或者包括弯曲管道和直管的混合管道。另外，图1仅是在所述管体110示意性地画出一个焊缝120、一个管道缺陷130和一个法兰140。在实际应用中，所述待测管道100也可以具有多个焊缝和多个法兰，且所述焊缝和所述法兰的位置可以根据实际管道应用需要而定。另外，在实际管道中，所述焊缝120和所述法兰140之间也可能具有多个管道缺陷130，且所述管道缺陷130还可能出现在其他位置，其中所述管道缺陷130可以为管道裂纹或者管道腐蚀区域，比如管体外表面腐蚀区域或者内管腐蚀区域等。所述导波检测装置200包括探头210和主控装置220，其中所述探头210设置在所述待测管道100的管体110表面并且位于邻近所述管体110末端的位置。所述主控装置220可以包括回波接收设备221和信号输出设备222，其中所述回波接收设备221可以通过导线连接至所述探头210，并进一步连接到所述信号输出设备222。所述探头210可以采用干耦合方式耦合到所述管体110表面，或者通过耦合剂(t匕如环氧树脂胶)耦合到所述管体110表面。在具体实施例中，所述探头210也可以采用套接在所述管体110表面的探头套环结构，比如，所述探头套环可以采用一分为二结构并且通过锁固件(比如螺钉或者卡扣)安装到所述管体110，也可以采用充气式柔性套环并通过内置气泵压力保证探头与所述管体110充分接触。所述探头210可以设置有一个或多个磁致伸缩换能器，所述磁致伸缩换能器可以在所述主控装置220提供的激励信号的控制下进行周期性工作，在每次工作时，所述探头210可以利用磁致伸缩效应对所述管体110产生磁场作用，致使所述管体110产生应变进而产生超声应力波。所述超声应力波可以沿着所述管体110的轴向进行传播，当所述超声应力波的传播介质出现不连续的区域(如管道连接处或者管道缺陷)将发生反射并形成超声回波，比如，当所述超声应力波传播到所述焊缝120、所述管道缺陷130和所述法兰140时将分别出现反射并产生超声回波，且所述超声回波沿着相反方向返回至所述探头210。所述探头210在探测到所述超声回波之后，可以进一步将所述超声回波传输到所述回波接收设备221，所述回波接收设备221可以运用磁致伸缩逆效应，根据所述超声回波产生磁性变化，并将磁性变化依次转换为磁感性强度变化和磁通量变换，而最终产生感应电压，进一步地，所述感应电压可以被转换为反射信号并输出给所述信号输出设备222。所述信号输出设备222可以根据所述反射信号，在其如图2所示的输出波形图中与所述焊缝120、所述管道缺陷130和所述法兰140相对应的位置产生分别脉冲波形(如图2所示，在所述焊缝120和所述法兰140分别对应于正相位的脉冲，而所述管道缺陷130对应于负相位的脉冲)。根据所述脉冲波形，管道检验人员便可以分别出所述管体110出现所述管道缺陷130的位置和缺陷程度，并可进一步分析出所述管道缺陷130的扩张速度，进而找出出现所述管道缺陷130的原因等。相较于现有技术，本实用新型提供的基于磁致伸缩效应的导波检测系统利用磁致伸缩效应使所述探头210产生沿所述管体110轴向传播的超声应力波，并根据所述超声应力波在所述管体110传播中返回的超声回波得到对应的脉冲波形，利用所述脉冲波形，不仅可以实现长距离管道的检测，并对管道缺陷的进行定位和分析等。以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种基于磁致伸缩效应的导波检测系统，其特征在于，包括待测管道和导波检测装置，所述待测管道包括管体，所述导波检测装置包括探头和主控设备，所述探头设置在所述管体表面，并且具有一个或多个磁致伸缩换能器，所述主控设备包括回波接收设备和信号输出设备，所述回波接收设备连接在所述探头和所述信号输出设备之间。
2.根据权利要求1所述的基于磁致伸缩效应的导波检测系统，其特征在于，所述待测管道为石油管道。
3.根据权利要求2所述的基于磁致伸缩效应的导波检测系统，其特征在于，所述待测管道为海上石油管道系统的海底管线或者海洋平台立管。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于磁致伸缩效应的导波检测系统，其特征在于，所述管道还包括焊缝和法兰，且所述管体位于所述焊缝和法兰之间的区域具有管道缺陷。
5.根据权利要求1所述的基于磁致伸缩效应的导波检测系统，其特征在于，所述探头通过干耦合方式耦合到所述管体表面。
6.根据权利要求5所述的基于磁致伸缩效应的导波检测系统，其特征在于，所述探头位于邻近所述管体末端的位置。
7.根据权利要求1所述的基于磁致伸缩效应的导波检测系统，其特征在于，所述探头为磁性铁钴条带。
专利摘要本实用新型提供了一种基于磁致伸缩效应的导波检测系统。所述基于磁致伸缩效应的导波检测系统包括待测管道和导波检测装置，所述待测管道包括管体，所述导波检测装置包括探头和主控设备，所述探头设置在所述管体表面，并且具有一个或多个磁致伸缩换能器，所述主控设备包括回波接收设备和信号输出设备，所述回波接收设备连接在所述探头和所述信号输出设备之间。本实用新型提供的基于磁致伸缩效应的导波检测系统可以实现长距离管道检测。
文档编号G01N29/14GK203037626SQ20122072479
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者陈维贤, 刘勇 申请人:深圳市发利构件机械技术服务有限公司