技术特征：
1.一种金属管道裂纹检测传感器，其特征在于，包括骨架（1），骨架（1）为环形，与待测管道内部相匹配；传感单元（2），结构相同的多个所述传感单元（2）等间距圆周排列的方式安装于骨架（1）单侧；摄像头（7），用于拍摄传感单元（2）中磁流体（5）的形态；每个所述传感单元（2）包括永磁铁组件，所述永磁铁组件包括一个或两个永磁铁（6），每个永磁铁（6）的两个磁极均沿径向分布；容器（3），容器（3）内充满了透明溶液（4）与磁流体（5），透明溶液（4）与磁流体（5）密度相同，互不相容、且不发生化学反应；其中，骨架（1）在径向上不阻挡传感单元（2）。2.根据权利要求1所述一种金属管道裂纹检测传感器，其特征在于，所述永磁铁组件中两个永磁铁（6）同侧的磁极相反，两个永磁铁（6）间距小于相邻两个传感单元（2）的间距。3.根据权利要求1所述一种金属管道裂纹检测传感器，其特征在于，所述容器（3）位于一组永磁铁（6）的外侧，靠近金属管道内壁的位置。4.根据权利要求1所述一种金属管道裂纹检测传感器，其特征在于，所述传感单元（2）与待测金属管道内壁的距离为壁厚的1/10。5.根据权利要求1所述一种金属管道裂纹检测传感器，其特征在于，所述容器（3）的形状、尺寸和一组永磁铁（6）的形状、尺寸相匹配。6.根据权利要求1所述一种金属管道裂纹检测传感器，其特征在于，所述容器（3）的内壁存在均匀、透明的疏油涂层。7.根据权利要求1所述一种金属管道裂纹检测传感器，其特征在于，所述骨架（1）与待测管道同轴。8.根据权利要求1所述一种金属管道裂纹检测传感器，其特征在于，所述骨架（1）、摄像头（7）安装于牵引装置（8）上。9.根据权利要求1所述一种金属管道裂纹检测传感器，其特征在于，所述摄像头（7）位于骨架（1）的轴线上，且沿轴线方向与骨架（1）的距离等于骨架（1）的外径。10.一种金属管道裂纹检测传感器的检测方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的一种金属管道裂纹检测传感器，具体按照以下步骤进行：步骤1，建立裂纹深度标定曲线；骨架（1）与传感单元（2）置于无裂纹标准管道内，骨架（1）与无裂纹标准管道同轴，通过摄像头（7）对传感单元（2）进行拍摄，得n个传感单元（2）检测无裂纹标准管道时对应磁流体（5）的区域分别为s1、s2、s3、s4…
s
n
；在多个相同的标准管道上分别加工深度不同的周向裂纹，拖动骨架（1）、传感单元（2）与摄像头（7）一起在标准管道内以恒定速度进行轴向运动，传感单元（2）通过裂纹时，通过摄像头（7）得n个传感单元（2）检测深度不同裂纹时磁流体（5）的区域分别为s
j，1
、s
j，2
、s
j，3
、s
j，4
…
s
j，n
，j表示对应的裂纹深度，计算s
j，1
、s
j，2
、s
j，3
、s
j，4
…
s
j，n
分别在s1、s2、s3、s4…
s
n
上的投影面积为δs
j，1
、δs
j，2
、δs
j，3
、δs
j，4
…
δs
j，n
，则s
j
=(δs
j，1
+δs
j，2
+δs
j，3
+δs
j，4
…
+δs
j，n
)/n，s
j
裂纹深度为j的信号特征；
以多个不同裂纹深度j为纵坐标，以对应的s
j
为横坐标，得裂纹深度与信号特征的关联曲线，该曲线进行二次拟合得拟合公式h=as2+bs+c，其中h为裂纹深度，s为信号特征，a、b和c分别为二次项系数、一次项系数和常数项；步骤2，金属管道裂纹检测；拖动骨架（1）、传感单元（2）与摄像头（7）一起在待测管道内以恒定速度进行轴向运动，以2v/d的角速度进行周向运动；通过摄像头（7）对传感单元（2）进行拍摄，得任意时刻t
i
时n个传感单元（2）对应的信号特征st
i，1
、st
i，2
、st
i，3
、
…
st
i，n
， st
i，n
表示第n个传感器在时刻t
i
所检测管壁位置的信号特征；若其中f个传感单元（2）对应的信号特征大于需要检出的裂纹深度对应的信号特征，则认为在t
i
时所述f个传感单元（2）所检测的管壁位置处存在裂纹，根据弧长公式计算得到裂纹的总长度为fdπ/n，各传感单元（2）投影在管壁位置处的裂纹平均深度为ast
i，f2
+bst
i，f+c
，st
i，f
表示任意时刻t
i
时第f个传感单元（2）对应的信号特征。
技术总结
本发明公开了金属管道裂纹检测传感器及检测方法，传感器包括骨架、传感单元、摄像头，骨架为环形，与待测金属管道内部相匹配；结构相同的多个所述传感单元等间距圆周排列的方式安装于骨架单侧；每个传感单元包括永磁铁组件和容器，永磁铁组件包括一个或两个永磁铁，每个永磁铁的两个磁极均沿径向分布；容器内充满了透明溶液与磁流体；骨架在径向上不阻挡传感单元；摄像头，用于拍摄传感单元中磁流体的形态。本发明能够对金属管道裂纹进行快速、精准的在线检测，可靠性高，适用性强，成本低，具有重要的工程应用价值。有重要的工程应用价值。有重要的工程应用价值。
技术研发人员：闫贝 吕晓洲 史尧光 张维强 姚斌
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2021.11.25
技术公布日：2022/2/15