[發(fā)明專利]一種用于激發(fā)管道扭轉導波的電磁超聲換能器及其工作方法

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• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108776178A
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設計）人: 張應紅;錢征華;魏霄;王彬;胡天祥;裴勇喆;黃浩宇
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N29/34
• 分類號: G01N29/34;G01N29/24
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種用于激發(fā)管道扭轉導波的電磁超聲換能器，其特征在于：包括鉸鏈(1)、永磁鐵(2)、刻度螺柱(3)、磁鐵夾持裝置(4)、激勵線圈(5)、待測管道(6)以及卡扣(7)，所述磁鐵夾持裝置(4)由兩個具有對稱結構的半圓組成，其中兩個半圓的一端通過鉸鏈(1)來連接，另一端由卡扣(7)連接，組成一個圓形，磁鐵夾持裝置(4)套設于待測管道(6)外側，磁鐵夾持裝置(4)的軸線與待測管道(6)的軸線重合，永磁鐵(2)鑲嵌在磁鐵夾持裝置(4)的孔中，永磁鐵(2)沿待測管道(6)軸對稱均勻分布，刻度螺柱(3)均勻地分布在磁鐵夾持裝置(4)的周向，激勵線圈(5)沿待測管道(6)周向均勻分布。

2.如權利要求1所述的用于激發(fā)管道扭轉導波的電磁超聲換能器，其特征在于：所述永磁鐵(2)的極化方向沿待測管道(6)的徑向，并且相鄰兩個永磁鐵(2)的極化方向相反。

3.如權利要求2所述的用于激發(fā)管道扭轉導波的電磁超聲換能器，其特征在于：所述激勵線圈(5)接入的激勵信號采用調制的tone-burst信號，電流的方向沿待測管道(6)的軸向。

4.如權利要求1所述的用于激發(fā)管道扭轉導波的電磁超聲換能器，其特征在于：所述刻度螺栓(3)、鉸鏈(1)、卡扣(7)的材料為非鐵磁性材料。

5.一種用于激發(fā)管道扭轉導波的電磁超聲換能器的工作方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：將激勵線圈(5)均勻地布置在待測管道(6)上；

步驟二：先將磁鐵夾持裝置卡扣(7)打開，把磁鐵夾持裝置(4)套到待測管道(6)上，然后扣上卡扣(7)；

步驟三：沿管道軸向調整磁鐵夾持裝置(7)，使磁鐵夾持裝置(7)上安裝磁鐵的孔正對激勵線圈(5)；

步驟四：調整夾持裝置(4)上的刻度螺柱(3)，使得磁鐵夾持裝置(4)的軸線與待測管道(6)的軸線重合；

步驟五：將磁鐵(2)安裝到磁鐵夾持裝置(4)的安裝孔中，磁鐵正對激勵線圈(5)，相鄰磁鐵的極化方向相反，磁鐵的偏置磁場沿徑向分布；

步驟六：用導線依次將信號發(fā)生器、信號放大器、激勵線圈(5)、濾波放大電路、信號采集裝置、計算機連接起來；

步驟七：在激勵線圈(5)中施加猝發(fā)激勵信號，激勵線圈(5)在待測管道(6)中感應出電渦流，電渦流在靜態(tài)偏置磁場的作用下在待測管道(6)中產(chǎn)生沿管道周向的洛倫茲力，在動態(tài)洛倫茲力作用下，待測管道(6)中產(chǎn)生扭轉導波。