2018年度ASNT創新研究獎：改善結構健康監測的磁致伸縮傳感器

來自美國西南研究院的工程師兼傳感器系統和無損評估技術專家Sergey Vinogradov博士正手持改進后的磁致伸縮換能器（MsT）設備。圓形硬殼MsT一般夾緊在管道和其他金屬和非金屬結構上，可在各種環境下使用。它可以檢測材料的缺陷、腐蝕和可能出現的斷裂、裂紋和泄漏的區域等。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、天然氣和化工行業中的金屬和非金屬結構，例如管道、儲罐和錨桿中的潛在問題。

“MsT系統提供了更高水平的信號強度，這種用戶友好型的技術可以更精確地定位結構問題”，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夾在管道和其他結構周圍，可在半英寸到70英寸的范圍內使用。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的凝膠)，如果能實現干耦合，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可以永久安裝在結構上，以提供持續監控。電池供電的集線器收集并無線傳輸來自傳感器的數據，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，以滿足行業內某些要求使用至少兩個頻率測試結構的安全標準。

人性化的MsT能夠自動調整頻率，檢測結構，減少人為誤差。MsT只有1.1英寸寬，可以擠進狹小的區域。MsT現在還可以分段掃描結構，以提供更精確和徹底的檢測。圖片來源：美國西南研究院

MsT結構緊湊，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。

高溫會加速金屬結構的腐蝕。因此，MsT的設計可以承受500攝氏度(932華氏度)的高溫。它可以安裝在非常熱的結構上，也可以承受顯著低于冰點的溫度。

此外，傳感器現在還可以分段掃描結構以提供更徹底的檢查。MsT通過翻轉內置開關，簡化了從橫向導波到縱向導波這一原本非常耗時的檢測任務。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構則是更好的選擇。

美國無損檢測學會(ASNT)針對MsT的發展進步授予了Vinogradov博士2018年度創新研究獎(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秀科研人員。

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