[發(fā)明專利]一種單向線聚焦電磁超聲斜入射體波換能器及采用該換能器檢測金屬內(nèi)部缺陷的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310181998.5
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103257184A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王淑娟;蘇日亮;康磊;汪開燦;邱玉;王亞坤;喬鑫磊;翟國富
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24;G01N29/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張宏威

1.一種單向線聚焦電磁超聲斜入射體波換能器，它包括永磁體(1)、一號線圈(2)和二號線圈(3)；

一號線圈(2)與二號線圈(3)水平疊加設(shè)置，且一號線圈(2)與二號線圈(3)均置于永磁體(1)正下方；

其特征是：永磁體(1)的充磁方向?yàn)榇怪背浯牛?/p>

一號線圈(2)的首端到聚焦點(diǎn)的距離與二號線圈(3)的首端到聚焦線上同一點(diǎn)距離的差為通入該兩個線圈的正弦信號波長的1/4，所述聚焦線為換能器在金屬內(nèi)部產(chǎn)生的超聲波同相疊加的能量匯聚形成的線

一號線圈(2)與二號線圈(3)長度相同，每個線圈中相鄰導(dǎo)線部分到聚焦線上同一點(diǎn)的距離的差為發(fā)射電路所發(fā)射的正弦信號的波長的1/2；

單向發(fā)射電磁超聲表面波換能器還包括檢測電路(4)和上位機(jī)(5)；

檢測電路(4)包括發(fā)射電路(4-1)、控制電路(4-2)、數(shù)據(jù)采集電路(4-3)和接收電路(4-4)；

檢測電路(4)的一個正弦信號輸出與表面波信號接收端連接一號線圈(2)的一端，一號線圈(2)的另一端接地，檢測電路(4)的另一個正弦信號輸出與表面波信號接收端連接二號線圈(3)的一端，二號線圈的另一端接地，檢測電路(4)的檢測信號輸出端連接上位機(jī)(5)的檢測信號輸入端；

發(fā)射電路(4-1)的控制信號輸入端連接控制電路(4-2)的發(fā)射控制信號輸出端，控制電路(4-2)的采集控制信號輸出端連接數(shù)據(jù)采集電路(4-3)的采集控制信號輸入端，接收電路(4-4)的接收信號輸出端連接數(shù)據(jù)采集電路(4-3)的接收信號輸入端，數(shù)據(jù)采集電路(4-3)的采集信號輸出端連接上位機(jī)(5)的采集信號輸入端；

所述發(fā)射電路(4-1)的一個正弦信號輸出與表面波信號接收端連接一號線圈(2)的一端，發(fā)射電路的另一個正弦信號輸出與表面波信號接收端連接二號線圈(3)一端。

2.采用權(quán)利要求1所述的一種單向線聚焦電磁超聲斜入射體波換能器檢測金屬內(nèi)部缺陷的方法，其特征在于，該方法的具體步驟為：

步驟一、將待測金屬件置于一號線圈(2)和二號線圈3的正下方；

步驟二、控制電路(4-2)控制發(fā)射電路(4-1)向一號線圈(2)和二號線圈(3)分別通入正弦脈沖信號，使永磁體(1)產(chǎn)生垂直方向的磁場；所述向一號線圈(2)和二號線圈(3)通入的正弦脈沖信號的幅度相同，相位相差90度；

步驟三、在永磁體(1)產(chǎn)生垂直方向的磁場的作用下，待測金屬件內(nèi)感生出渦流波，渦流波在外部靜磁場的作用下產(chǎn)生力的作用，引起金屬內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生振動并形成超聲波，所有質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生的超聲波疊加形成單向線聚焦的超聲波；

步驟四、當(dāng)步驟三中產(chǎn)生的聚焦超聲波在金屬內(nèi)部遇到缺陷時被反射回來，采用一號線圈(2)和二號線圈(3)接收該聚焦的超聲波，并輸入至接收電路(4-4)；

步驟五、采用數(shù)據(jù)采集電路(4-3)對接收電路(4-4)接收到的聚焦超聲波采集，并發(fā)送給上位機(jī)(5)；

步驟六、上位機(jī)(5)根據(jù)設(shè)定的聚焦點(diǎn)的位置獲得金屬件內(nèi)部缺陷位置，完成金屬件內(nèi)部缺陷的測量。