[發明專利]一種用于鋼棒表面自動化檢測的電磁超聲換能器

有效

• 申請號: 201210523919.X
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN102967658A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 童凱;姚君;張建衛;劉濤;劉光磊;范弘
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: G01N29/34
• 分類號: G01N29/34
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

1.一種用于鋼棒表面自動化檢測的電磁超聲換能器，其特征在于，包括磁化裝置和檢測線圈；

磁化裝置（1）由兩組完全相同的線圈和殼體組成，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，即在被檢測棒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棒材構成的磁回路中，能最大限度地實現對棒材的磁化；

磁化裝置（1）在被檢棒材（3）上施加一軸向的穩恒磁場B，檢測線圈（2）置于磁化裝置（1）的中部，檢測線圈（2）中高頻電流的主要流經方向與棒材軸向平行；當檢測線圈（2）中通以高頻脈沖電流時，就會在棒材（3）表面感應出與棒材表面軸向相切的交變擾動磁場B_L，棒材（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棒材圓周方向傳播便形成SH型超聲表面波；

檢測線圈（2）由骨架和繞制在骨架上的線圈構成；檢測線圈（2）中通以高頻脈沖電流，線圈骨架上刻有多個縱向槽，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，當通入高頻脈沖電流I時，會在被檢測棒材表面感應產生與棒材表面軸向相切的交變擾動磁場B_L；棒材中的交變磁場B_L和激磁場B的合成力共同作用產生磁致伸縮效應，輻射出SH型超聲表面波；其中高頻脈沖電流的頻率為500?kHz～1000?kHz，脈沖電壓為90V,，脈沖串個數1~10個，便于根據不同規格的棒材進行調整，找到最佳參數。

2.根據權利要求1所述的電磁超聲換能器，其特征在于，線圈骨架中其相鄰線槽間的間距為L=1mm，槽深為1mm，槽寬為0.5mm；發射線圈采用回折形方式繞制，相鄰發射線圈導線的間距為2L=2mm，這樣繞制后的發射線圈的機械幾何波長為4L=4mm，其在棒材表面產生的SH型超聲表面波的主頻率范圍將在730?kHz～800?kHz之間，這樣的檢測頻率范圍能滿足大多數棒材在線自動化檢測對靈敏度的要求。

3.根據權利要求2所述的電磁超聲換能器，其特征在于，發射線圈采用Φ0.1mm漆包線，15根并聯成絞股線一次繞制而成，有效的提高線圈的發射功率。

4.根據權利要求1所述的電磁超聲換能器，其特征在于，檢測線圈（2）中接收線圈的幾何尺寸與發射線圈相同，接收線圈導線與發射線圈導線的間距為L，接收線圈采用Φ0.05mm漆包線、單根導線繞制而成，一個單元槽內的匝數為40匝，有效提高接收線圈的靈敏度。