[發明專利]陣列式多角度螺旋類SH導波電磁超聲換能器

有效

• 申請號: 201711034280.8
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107790363B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 黃松嶺;王哲;趙偉;王珅;汪芙平;董甲瑞
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B06B1/04
• 分類號: B06B1/04;G01N29/04;G01N29/34
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種陣列式多角度螺旋類SH導波電磁超聲換能器，其特征在于，超聲換能器包括至少一個換能器單元，所述至少一個換能器單元沿周向布置于管道的外壁，以發射和/或接收導波，每個換能器單元包括：

鐵鎳合金帶，所述鐵鎳合金帶為圓環狀，以通過電磁鐵或永磁鐵周向磁化，獲取周向磁場；

圓弧形回折線圈，所述圓弧形回折線圈的兩端設置于所述鐵鎳合金帶的兩端開口處，以使所述超聲換能器激發類SH模態導波以多角度螺旋方式沿管道傳播，并檢測周向缺陷和軸向缺陷，得到所述管道的缺陷信息，其中，所述圓弧形回折線圈的曲線為圓形的一部分，所述圓弧形回折線圈的每個圓弧的半徑遞增，同圓心放置，且所述每個圓弧對應的圓周角相同，所述對應的圓心角為45～135度；

所述至少一個換能器單元還包括：

至少一個單陣列換能器，所述至少一個單陣列換能器單元用于自發自收所述導波；

至少一個雙陣列換能器，所述至少一個雙陣列換能器單元具有發射換能器和接收換能器，分別用于發射和接收導波；

在所述至少一個雙陣列換能器利用反射信號時，所述接收換能器和所述發射換能器放置方向一致，且間距0.1～0.3m；在所述雙陣列換能器利用透射信號時，所述接收換能器和所述發射換能器放置方向相反，且間距0.5～20m。

2.根據權利要求1所述的陣列式多角度螺旋類SH導波電磁超聲換能器，其特征在于，所述鐵鎳合金帶的朝向管道的表面通過耦合劑將彈性應變耦合到所述管道中。

3.根據權利要求1所述的陣列式多角度螺旋類SH導波電磁超聲換能器，其特征在于，所述鐵鎳合金帶的厚度為0.2～0.5mm。

4.根據權利要求1所述的陣列式多角度螺旋類SH導波電磁超聲換能器，其特征在于，所述圓弧形回折線圈的表面涂有絕緣層，所述絕緣層的厚度為0.01～0.1mm。

5.根據權利要求1所述的陣列式多角度螺旋類SH導波電磁超聲換能器，其特征在于，所述圓弧形回折線圈采用柔性印刷電路板制作。

6.根據權利要求1所述的陣列式多角度螺旋類SH導波電磁超聲換能器，其特征在于，所述圓弧形回折線圈中的相鄰導線中心的徑向間距滿足d＝λ/2，其中，λ根據工作頻率得到。

7.根據權利要求1所述的陣列式多角度螺旋類SH導波電磁超聲換能器，其特征在于，所述圓弧形回折線圈的圓弧形線圈數為偶數，所述圓弧形回折線圈的每條導線為單匝導線，所述每條導線為2～5分裂導線。