[發(fā)明專利]一種電磁超聲與脈沖渦流復(fù)合檢測(cè)傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811385743.X
• 申請(qǐng)日: 2018-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN109444270B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高斌;郭偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川沐迪圣科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N29/07
• 分類號(hào): G01N29/07;G01N27/90
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發(fā)明公開了一種電磁超聲與脈沖渦流復(fù)合檢測(cè)傳感器，通過同一激勵(lì)源同時(shí)激勵(lì)出超聲與渦流，并分別使用兩個(gè)通道接收電磁超聲信號(hào)與脈沖渦流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的近表面及試件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)。具體說，電磁超聲系統(tǒng)激勵(lì)出高頻高功率脈沖信號(hào)發(fā)送到電磁超聲線圈中，電磁超聲線圈在激勵(lì)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生脈沖渦流，脈沖渦流在永磁體的靜磁場(chǎng)下產(chǎn)生超聲；脈沖渦流線圈接收到來自電磁超聲線圈的初級(jí)磁場(chǎng)和被測(cè)試件中的脈沖渦流的次級(jí)磁場(chǎng)的感應(yīng)電壓信號(hào)后，通過示波器采集處理后得到關(guān)于被測(cè)試件表面缺陷的信息；而電磁超聲線圈在接收到超聲回波的感應(yīng)電壓信號(hào)后，經(jīng)過電磁超聲系統(tǒng)的放大濾波處理后的得到關(guān)于被測(cè)試件內(nèi)部及下表面缺陷的信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種電磁超聲與脈沖渦流復(fù)合檢測(cè)傳感器。

背景技術(shù)

無損檢測(cè)(Nondestructive Testing，NDT)技術(shù)是指在不損傷被測(cè)物體性能、形狀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的前提下，通過測(cè)量被測(cè)物因存在缺陷或者組織結(jié)構(gòu)差異而使其物理特征量發(fā)生的變化，從而了解和評(píng)價(jià)被測(cè)物的性質(zhì)、質(zhì)量、狀態(tài)或內(nèi)部結(jié)構(gòu)的技術(shù)。超聲檢測(cè)是現(xiàn)代工業(yè)中使用最為成熟的檢測(cè)方式，但其在檢測(cè)過程中需要耦合劑，不方便實(shí)際使用，而且存在檢測(cè)盲區(qū)。

電磁超聲(Electromagnetic Acoustic Transducer，EMAT)檢測(cè)技術(shù)是在傳統(tǒng)超聲檢測(cè)的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的新型檢測(cè)技術(shù)，與傳統(tǒng)的壓電芯片激發(fā)超聲波不同，電磁超聲的超聲波換能器是依靠電磁效應(yīng)產(chǎn)生的超聲波，因此其不需要耦合介質(zhì)，具有非接觸、檢測(cè)速度快、對(duì)試件表面要求低等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于金屬材料的缺陷檢測(cè)中。但其存在檢測(cè)盲區(qū)，對(duì)于表面和近表面缺陷難以檢測(cè)。

渦流檢測(cè)也是基于電磁效應(yīng)的針對(duì)導(dǎo)體材料的檢測(cè)技術(shù)，在檢測(cè)過程中對(duì)表面和近表面缺陷有較好的檢測(cè)效果，但因其趨膚效應(yīng)的影響，對(duì)于一定深度的里層或下表面缺陷難以達(dá)到較好的檢測(cè)結(jié)果甚至無法檢測(cè)。電磁超聲檢測(cè)技術(shù)和渦流檢測(cè)技術(shù)均是基于電磁效應(yīng)的無損檢測(cè)技術(shù)，都具有非接觸、檢測(cè)速度快的特點(diǎn)；同時(shí)，這兩個(gè)檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)范圍上能夠結(jié)合各自的檢測(cè)特點(diǎn)，相互補(bǔ)充，到達(dá)更好的檢測(cè)效果。

國內(nèi)外現(xiàn)有的電磁超聲與渦流復(fù)合檢測(cè)技術(shù)是采用的電磁超聲探頭與渦流探頭分開激勵(lì)接收的方式實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，即只是將兩種探頭組合在一起，實(shí)現(xiàn)兩種檢測(cè)技術(shù)的復(fù)合。這個(gè)方式存在的問題是電磁超聲與渦流實(shí)際上仍然是分開地激勵(lì)和接收，且兩種探頭在空間位置上不同，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)同一位置實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電磁超聲與脈沖渦流復(fù)合檢測(cè)傳感器，通過同一激勵(lì)源同時(shí)激勵(lì)產(chǎn)生出超聲和渦流，并分別獲取能夠反映被測(cè)試件表面缺陷和內(nèi)部及下表面缺陷的感應(yīng)電壓，以實(shí)現(xiàn)電磁超聲和渦流的在線檢測(cè)。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明為一種電磁超聲與脈沖渦流復(fù)合檢測(cè)傳感器，其特征在于，包括：

銅箔屏蔽層，為的空心圓柱體，其上表面帶有端蓋，在端蓋上有兩個(gè)BNC母頭，分別為脈沖渦流BNC接口和電磁超聲BNC接口；銅箔屏蔽層將整個(gè)傳感器包裹在內(nèi)部，以減小磁場(chǎng)的分布區(qū)域和外界磁場(chǎng)的干擾，提高了檢測(cè)信號(hào)靈敏度；

永磁體，為實(shí)心圓柱體，放置于銅箔屏蔽層內(nèi)，位于脈沖渦流線圈和電磁超聲線圈的上方；永磁體的充磁方向?yàn)楹穸确较颍艠O方向?yàn)樯戏絅極，下方為S極，為電磁超聲線圈提供一個(gè)恒定的垂直方向的靜磁場(chǎng)；

脈沖渦流線圈，為平面螺旋線形狀，放置于銅箔屏蔽層的內(nèi)部，位于永磁體的正下方；脈沖渦流線圈連接到脈沖渦流BNC接口。其接收來自被測(cè)試件近表面的脈沖渦流產(chǎn)生的感應(yīng)電壓信號(hào)

電磁超聲線圈，為平面螺旋線形狀，放置于銅箔屏蔽層的內(nèi)部，位于脈沖渦流線圈的正下方；電磁超聲線圈連接到電磁超聲BNC接口，用于接收高頻脈沖激勵(lì)信號(hào)，同時(shí)在永磁體的靜磁場(chǎng)下，在被測(cè)試件近表面激發(fā)超聲，并接收超聲的回波信號(hào)；