2018年度ASNT創(chuàng)新研究獎(jiǎng)：改善結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的磁致伸縮傳感器

來(lái)自美國(guó)西南研究院的工程師兼?zhèn)鞲衅飨到y(tǒng)和無(wú)損評(píng)估技術(shù)專家Sergey Vinogradov博士正手持改進(jìn)后的磁致伸縮換能器（MsT）設(shè)備。圓形硬殼MsT一般夾緊在管道和其他金屬和非金屬結(jié)構(gòu)上，可在各種環(huán)境下使用。它可以檢測(cè)材料的缺陷、腐蝕和可能出現(xiàn)的斷裂、裂紋和泄漏的區(qū)域等。圖片來(lái)源：美國(guó)西南研究院

美國(guó)西南研究院(Southwest Research Institute)獲得專利的磁致伸縮傳感器(MsT)擁有強(qiáng)大的新功能，能夠承受極端溫度，自動(dòng)調(diào)整頻率，并集成了強(qiáng)力磁鐵。該緊湊型磁致伸縮傳感器能更準(zhǔn)確地檢測(cè)石油、天然氣和化工行業(yè)中的金屬和非金屬結(jié)構(gòu)，例如管道、儲(chǔ)罐和錨桿中的潛在問(wèn)題。

“MsT系統(tǒng)提供了更高水平的信號(hào)強(qiáng)度，這種用戶友好型的技術(shù)可以更精確地定位結(jié)構(gòu)問(wèn)題”，這項(xiàng)改進(jìn)傳感器計(jì)劃的帶頭人Sergey Vinogradov博士說(shuō)道：“它是一種非常可靠、先進(jìn)、耐用的傳感器，幾乎可以在任何地方安裝，從海底到開(kāi)放空間等”。

圓形硬殼MsT夾在管道和其他結(jié)構(gòu)周圍，可在半英寸到70英寸的范圍內(nèi)使用。它可以檢測(cè)材料缺陷、腐蝕以及存在裂紋和泄漏風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域。MsT只有1.1英寸寬，一般情況下只需要使用很少的剪切波耦合劑(剪切波耦合劑是一種有助于能量傳輸?shù)哪z)，如果能實(shí)現(xiàn)干耦合，也就意味著這時(shí)候不需要使用耦合劑，則所需的夾緊力更小。

MsT可以永久安裝在結(jié)構(gòu)上，以提供持續(xù)監(jiān)控。電池供電的集線器收集并無(wú)線傳輸來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)，并可立即連接到多個(gè)傳感器。集線器可以編程自動(dòng)改變傳感器的頻率，以滿足行業(yè)內(nèi)某些要求使用至少兩個(gè)頻率測(cè)試結(jié)構(gòu)的安全標(biāo)準(zhǔn)。

人性化的MsT能夠自動(dòng)調(diào)整頻率，檢測(cè)結(jié)構(gòu)，減少人為誤差。MsT只有1.1英寸寬，可以擠進(jìn)狹小的區(qū)域。MsT現(xiàn)在還可以分段掃描結(jié)構(gòu)，以提供更精確和徹底的檢測(cè)。圖片來(lái)源：美國(guó)西南研究院

MsT結(jié)構(gòu)緊湊，易于安裝，使用也更方便。有了這種改進(jìn)的傳感器，操作者不需要通過(guò)改變硬件來(lái)改變頻率。這個(gè)功能是自動(dòng)化的，可以減少人為錯(cuò)誤。當(dāng)傳感器需要每天安裝在多個(gè)難以觸及的位置時(shí)，這個(gè)功能顯得尤其有用。

高溫會(huì)加速金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕。因此，MsT的設(shè)計(jì)可以承受500攝氏度(932華氏度)的高溫。它可以安裝在非常熱的結(jié)構(gòu)上，也可以承受顯著低于冰點(diǎn)的溫度。

此外，傳感器現(xiàn)在還可以分段掃描結(jié)構(gòu)以提供更徹底的檢查。MsT通過(guò)翻轉(zhuǎn)內(nèi)置開(kāi)關(guān)，簡(jiǎn)化了從橫向?qū)Рǖ娇v向?qū)Рㄟ@一原本非常耗時(shí)的檢測(cè)任務(wù)。縱波對(duì)于埋地管道的檢測(cè)是最為理想的，橫波對(duì)于檢測(cè)充滿流體的結(jié)構(gòu)則是更好的選擇。

美國(guó)無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)(ASNT)針對(duì)MsT的發(fā)展進(jìn)步授予了Vinogradov博士2018年度創(chuàng)新研究獎(jiǎng)(the 2018 Research Recognition for Innovation Award)。該獎(jiǎng)項(xiàng)主要用于表彰在無(wú)損評(píng)估和測(cè)試研究方面做出杰出貢獻(xiàn)的優(yōu)秀科研人員。

來(lái)源：美國(guó)西南研究院
譯者：Vince
譯自：phys.org轉(zhuǎn)自：“無(wú)損檢測(cè)NDT”微信公眾號(hào)