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

來自美國西南研究院的工程師兼?zhèn)鞲衅飨到y(tǒng)和無損評估技術(shù)專家Sergey Vinogradov博士正手持改進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。圖片來源：美國西南研究院

美國西南研究院(Southwest Research Institute)獲得專利的磁致伸縮傳感器(MsT)擁有強大的新功能，能夠承受極端溫度，自動調(diào)整頻率，并集成了強力磁鐵。該緊湊型磁致伸縮傳感器能更準確地檢測石油、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、儲罐和錨桿中的潛在問題。

“MsT系統(tǒng)提供了更高水平的信號強度，這種用戶友好型的技術(shù)可以更精確地定位結(jié)構(gòu)問題”，這項改進傳感器計劃的帶頭人Sergey Vinogradov博士說道：“它是一種非常可靠、先進、耐用的傳感器，幾乎可以在任何地方安裝，從海底到開放空間等”。

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。它可以檢測材料缺陷、腐蝕以及存在裂紋和泄漏風險的區(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)，如果能實現(xiàn)干耦合，也就意味著這時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線傳輸來自傳感器的數(shù)據(jù)，并可立即連接到多個傳感器。集線器可以編程自動改變傳感器的頻率，以滿足行業(yè)內(nèi)某些要求使用至少兩個頻率測試結(jié)構(gòu)的安全標準。

人性化的MsT能夠自動調(diào)整頻率，檢測結(jié)構(gòu)，減少人為誤差。MsT只有1.1英寸寬，可以擠進狹小的區(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。圖片來源：美國西南研究院

MsT結(jié)構(gòu)緊湊，易于安裝，使用也更方便。有了這種改進的傳感器，操作者不需要通過改變硬件來改變頻率。這個功能是自動化的，可以減少人為錯誤。當傳感器需要每天安裝在多個難以觸及的位置時，這個功能顯得尤其有用。

高溫會加速金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕。因此，MsT的設(shè)計可以承受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通過翻轉(zhuǎn)內(nèi)置開關(guān)，簡化了從橫向?qū)Рǖ娇v向?qū)Рㄟ@一原本非常耗時的檢測任務(wù)。縱波對于埋地管道的檢測是最為理想的，橫波對于檢測充滿流體的結(jié)構(gòu)則是更好的選擇。

美國無損檢測學會(ASNT)針對MsT的發(fā)展進步授予了Vinogradov博士2018年度創(chuàng)新研究獎(the 2018 Research Recognition for Innovation Award)。該獎項主要用于表彰在無損評估和測試研究方面做出杰出貢獻的優(yōu)秀科研人員。

來源：美國西南研究院
譯者：Vince
譯自：phys.org轉(zhuǎn)自：“無損檢測NDT”微信公眾號