[發明專利]電磁超聲檢測探頭

無效

• 申請號: 201110324997.2
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102879478A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 季歷程
• 申請（專利權）人: 南通天華和睿科技創業有限公司
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電磁超聲檢測技術，具體是一種以洛倫茲力型為主、可激勵平板中SH導波和管道管壁中周向SH波的電磁超聲探頭。

背景技術

超超聲導波檢測技術是一種新興的無損檢測技術，無需逐點掃查，一次可檢測一塊平板或一段管道，具有檢測效率高的優點。若將電磁超聲和導波技術整合一體，發揮其各自的優點，那么就可以實現非接觸的快速檢測，這在工業領域中有廣闊的應用前景。近年來，國內也出現了SH導波的電磁超聲探頭，如中國專利CN102023186A設計了可激勵SH波的電磁超聲探頭來進行管道檢測，發射和接收探頭是分離開的而且采用磁鐵較多，探頭體積比較大，而且回波分析較復雜。

人們期望獲得一種技術效果優良的電磁超聲檢測探頭。

發明內容

本發明的目的在于提供一種采用激勵信號來實現發射/接收一體化的可進行收發切換的SH導波電磁超聲探頭，具有結構設計簡單、激勵能力強、接收靈敏度高的特點，可進行厚板和大口徑管道檢測。

本發明具體提供了一種電磁超聲檢測探頭，所述電磁超聲探頭是由一對或一對以上永磁鐵、非磁性材料隔片、兩個或兩個以上跑道形平面線圈、碳鋼片、探頭保護層、殼體、電容和切換開關組成；其中永磁鐵排成若干列，每列若干個，相鄰永磁鐵的磁極相反吸合在頂部的碳鋼片上，磁鐵之間由非磁性材料片隔開，兩個或兩個以上幾何尺寸相同的跑道形平面線圈粘貼在永磁鐵下端，用n個平面線圈與2n-1個切換開關以及n-1個電容連接成電路，用探頭激勵信號經整流濾波來控制所有切換開關一致通斷，即將探頭激勵信號經整流濾波后加到所有切換開關控制極，使所有切換開關導通，實現所有跑道形平面線圈與所有電容在電路上為并聯；當無激勵信號或激勵電壓低于切換開關導通最低電壓時，所有切換開關為關斷狀態，所有跑道形平面線圈與所有電容在電路上為串聯，其中n為大于等于2的整數；其特征在于：

所述非磁性材料隔片為塑料片或紙片等不導磁材料。

所述跑道形平面線圈為漆包線繞制的跑道形線圈或柔性印刷線路板PCB制成的跑道形線圈。

所述非磁性材料片的長度、寬度與永磁鐵的長度、寬度相同，非磁性材料片的厚度可以根據需要而改變。

本發明提供的收發切換式SH導波電磁超聲探頭，其探頭保護層由塑料或剛玉片等絕緣材料制成，長度、寬度略大于磁鐵組的長度、寬度，其厚度根據實際需要而定。探頭殼體由若干塊碳鋼板組裝而成。

本發明還有以下技術特征：

(1)激勵信號為頻率20KHz至5MHz的tone-burst，可以加Hanning窗進行調制或不加。

(2)改變各個電容的電容值來實現三個線圈上激勵信號相位一致。

(3)利用幾何尺寸相同的跑道形平面線圈疊放一起來，通過激勵信號來控制切換開關的通斷，實現電磁超聲探頭發射/接收的切換。

(4)用作發射電磁超聲探頭時，所有跑道形平面線圈在電路上是并聯，激勵能量大；用作接收電磁超聲探頭時，所有跑道形平面線圈在電路上是串聯，接收靈敏度高。

本發明的電磁超聲探頭，在非磁性金屬材料上靠洛倫茲力激勵SH波，在鐵磁性金屬材料上依靠洛倫茲力和磁致伸縮力激勵SH波，依據板或管道的尺寸可激勵出SH₀模、SH₁模等。

為減小探頭體積方便實際應用，設計出發射和接收一體的SH導波EMAT，能實現管道或儲罐鋼板等的快速檢測。

附圖說明

圖1??電磁超聲探頭的俯視圖（磁鐵頂部碳鋼片未畫出）；

圖2??電磁超聲探頭的縱截面視圖；

圖3?電磁超聲探頭的俯視圖（磁鐵頂部碳鋼片未畫出）；

圖4??電磁超聲探頭的縱截面視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明：

實施例1

如圖1、2所示，收發切換式SH導波電磁超聲探頭由八個永磁鐵1、三個幾何尺寸相同的跑道形平面線圈3、非磁性材料片2、永磁鐵1頂部的碳鋼片5、探頭保護層、殼體、電容C1、C2和切換開關S1、S2、S3、S4、S5組成，6代表被檢測的工件。