[發明專利]一種電磁超聲測厚儀及其測量方法

有效

• 申請號: 200910073194.7
• 申請日: 2009-11-12
• 公開（公告）號: CN101701809A
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發明（設計）人: 王淑娟;段偉亮;張曉輝;宮佳鵬;信鵬皓;康磊;翟國富
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01B17/02
• 分類號: G01B17/02
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司 23101
• 代理人: 崔東輝

1.一種電磁超聲測厚儀，它是由微控制器(1)、發射電路(2)、電磁超聲探頭(3)、接收開關(4)、調理電路(5)、回波處理系統(6)、顯示系統(7)和鍵盤(8)組成的，其特征在于：微控制器(1)連接發射電路(2)，發射電路(2)連接電磁超聲探頭(3)，電磁超聲探頭(3)連接接收開關(4)，接收開關(4)連接微控制器(1)和調理電路(5)，調理電路(5)連接回波處理系統(6)，顯示系統(7)連接微控制器(1)，微控制器(1)連接鍵盤(8)；

所述的電磁超聲探頭(3)為收發分離式探頭，它包括外殼(9)、屏蔽層(10)、脈沖電磁鐵(11)、雙層PCB線圈(12)和保護層(13)，外殼(9)連接屏蔽層(10)，屏蔽層(10)連接脈沖電磁鐵(11)，脈沖電磁鐵(11)連接雙層PCB線圈(12)，雙層PCB線圈(12)連接保護層(13)；

所述的回波處理系統(6)包括數據采集電路(16)、存儲電路(17)、FIR帶通濾波器(18)、相關檢測器(19)、FIR低通濾波器(20)、回波位置提取電路(21)、往返時間生成器(22)，數據采集電路(16)連接存儲電路(17)，存儲電路(17)連接FIR帶通濾波器(18)，FIR帶通濾波器(18)連接相關檢測器(19)，相關檢測器(19)連接FIR低通濾波器(20)，FIR低通濾波器(20)連接回波位置提取電路(21)，回波位置提取電路(21)連接往返時間生成器(22)；

所述的脈沖電磁鐵(11)不包含鐵芯，在超聲波的發射接收過程中可提供200μs的強磁場；

所述的雙層PCB線圈(12)采用板厚為0.5mm的PCB在雙面進行制作，其中靠近脈沖電磁鐵(11)的一面是發射線圈(14)，靠近保護層(13)的為接收線圈(15)；其中發射線圈(14)為線寬為1.5mm、直徑為15mm的螺旋線圈，接收線圈(15)為線寬為0.5mm、直徑為15mm的螺旋線圈。

2.一種使用權利要求1所述的一種電磁超聲測厚儀的電磁超聲測厚方法，其特征在于，工作步驟如下：

步驟一：系統通電初始化；

步驟二：收發分離式電磁超聲探頭內部的脈沖電磁鐵產生持續時間為200μs的強磁場；接收開關關閉；

步驟三：發射電路產生的大功率超聲波驅動信號加在發射線圈上，在待測試件中激發垂直入射體波，發射重復周期為10ms；

步驟四：打開接收開關；超聲波在待測試件中傳播，遇到底面會發生反射、散射，接收線圈接收反射回波信號；

步驟五：回波處理系統采集到回波信號，對其進行處理并提取超聲波在試件中往返一次的時間Δt；

步驟六：微控制器讀取默認聲速或用戶通過鍵盤輸入的聲速c，計算出試件的厚度h為：

步驟七：微控制器通過顯示系統顯示出厚度h；

步驟八：重復運行步驟二到步驟七。