[發明專利]線材電磁超聲導波探傷換能器裝置

有效

• 申請號: 200810112101.2
• 申請日: 2008-05-21
• 公開（公告）號: CN101281173A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 范弘;張建衛;童凱;劉濤;賈慧明
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24;G01N29/04
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于線材探傷技術領域，特別是涉及一種用于線材電磁超聲導波在線探傷的換能器裝置。

背景技術

線材是工程結構和機械零件制造的主要用材。線材的品種規格多，應用范圍廣，約占我國鋼產量的10％?，F代工業和建筑業對線材的質量要求愈來愈高，尤其是鐵路橋梁、大跨度斜拉橋、大型建筑結構所用的高強度預應力鋼筋、鋼絞線以及用于汽車工業、機械行業的各類專用鋼絲的原材料等。目前我國對于優質線材仍需大量進口，其主要原因在于質量可靠性方面的差距，而有效的無損檢測恰是解決此問題的重要手段之一。因此，對于重要應用目的的線材進行無損檢測是非常必要的。

在線材的軋制過程中，通過無損檢測的方式獲取線材的質量信息，既可以及時發現線材中存在的缺陷，又可以對生產過程進行控制來以調整和改善軋制工藝，這些對確保線材產品質量和節約能源均具有重要的價值。目前，線材的在線無損檢測已成為國際上非常關注和致力于開發的重要前沿技術，也是我國急需重點發展的檢測技術之一。

在當前各種線材的在線檢測技術中，應用超聲導波對線材進行探傷具有檢測速度快、檢測靈敏度高、可實現線材的內部、表面整體探測等特點，因此，最適合于線材的快速探傷檢查。

電磁超聲探傷法是一種全新的超聲波檢測技術，它不使用耦合劑，不需要與被檢測工件接觸，通過電磁感應可在工件中直接激發出超聲波。所以，利用電磁超聲法激發超聲導波，最適于線材的在線探傷檢測。

發明內容

本發明的目的在于提供一種線材電磁超聲導波探傷用的換能器裝置，將其安裝在線材的生產線上，可以對線材的質量實施在線快速探傷檢測，及時發現線材表面和內部的缺陷，確保線材產品的質量。

本發明由磁化裝置和電磁聲線圈組成，如圖1所示。其中，磁化裝置1在被檢線材3上施加一軸向的穩恒磁場B(又名激磁場)，電磁聲線圈2置于磁化裝置1的中部，當電磁聲線圈2中通以高頻脈沖電流時，就會在線材3表面感應出沿線材軸向的交變擾動磁場B_L，線材3中的磁疇在兩磁場的合成力作用下發生磁致伸縮效應，磁疇產生周期性壁移和旋轉。這種磁致伸縮效應沿線材軸向傳播便形成超聲波導波。

本發明中的磁化裝置由兩組完全相同的線圈和殼體組成，如圖2所示。線圈4由漆包線繞制而成，兩組線圈串行連接，當在其中通以直流電時，即可在被檢測線材中產生一軸向分布的穩恒磁場B。磁化裝置的外殼5采用鐵磁材料制作，這樣，由線圈4產生的磁場被限制在由磁化裝置外殼和被檢測線材構成的磁回路中，能最大限度地實現對線材的磁化。

本發明中的電磁聲線圈由骨架和繞制在骨架上的線圈構成。線圈骨架如圖3所示，采用非金屬材料制作，以避免當線圈中通入高頻脈沖電流時在骨架中感應產生渦流，而造成能量損失。線圈骨架上刻有多個環行槽，在骨架圓周對稱的兩端刻有軸向槽。骨架上的線圈采用漆包線繞制，并在槽中呈回折形方式繞制，如圖4所示。按照此方法繞制的線圈，當通入高頻脈沖電流I時，會在被檢測線材表面感應產生沿線材軸向的交變擾動磁場B_L。線材中的交變磁場B和激磁場B_L的合成力共同作用產生磁致伸縮效應，輻射出超聲波導波。

本發明的優點在于，不象傳統的壓電超聲探傷那樣需要使用液態耦合介質，換能器不需要與被檢測線材接觸，只在線材穿過該電磁超聲換能器的過程中即可完成對線材的探傷檢測。

本發明用于線材的自動探傷可以做到：

①當線材穿過換能器裝置時，即同步實現對線材的超聲導波探傷檢查。

②適應的線材探傷速度為120m/s；

③能探測出線材中面積為1/300線材橫接面積的缺陷

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。其中，磁化裝置1、電磁聲線圈2、被檢線材3。

圖2為本發明的磁化裝置示意圖。其中，線圈4、外殼5。

圖3為本發明的線圈骨架示意圖。

圖4為本發明的線圈在骨架中的繞法示意圖。

具體實施方式

圖1～圖4為本發明的一種具體實施方式。

1.線材電磁超聲導波探傷換能器裝置的制備