[實用新型]一種深度應力檢測用電磁超聲激勵裝置

有效

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• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN211505344U
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 張闖;魏琦;劉素貞;楊慶新
• 申請（專利權）人: 河北工業(yè)大學
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24;G01N29/04;G01N29/07;G01N29/28;G01N29/34;G01L5/00;G01L1/25
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 王瑞

本實用新型公開了一種深度應力檢測用電磁超聲激勵裝置，包括支撐體、永磁體、入射楔塊和印刷電路板；所述支撐體由激勵介質底板、永磁體放置架和連接擋板組成。本裝置利用電磁超聲換能器激發(fā)原理，在激勵介質中激勵出縱波，再經過入射楔塊傳導，從而在被測試件表面產生臨界折射縱波。再測量不同激發(fā)頻率下的臨界折射縱波的波速，根據(jù)聲彈性原理中臨界折射縱波的波速與應力的線性關系，得到不同激發(fā)頻率下的應力；根據(jù)臨界折射縱波在被測試件表面的滲透深度與激發(fā)頻率的關系，得到不同激發(fā)頻率下的滲透深度，進而得出滲透深度與應力的對應關系，可計算出不同深度下的應力大小。本裝置使用時不會破壞被測試件，屬于無損檢測。

技術領域

本實用新型屬于電磁超聲檢測領域，具體是一種深度應力檢測用電磁超聲激勵裝置。

背景技術

材料的非均勻變形而產生的殘余應力會影響其屈服強度和結構穩(wěn)定性，因此殘余應力的測量對材料結構和工程安全具有重大的意義。絕大部分試件的殘余應力會隨外表面深度的變化而變化，文獻《Rickert Theo.Residual Stress Measurement by ESPI Hole-Drilling[J].Procedia Cirp,2016,45:203-206.》中通過對試件逐漸鉆孔，利用電子散斑干涉測量法做到了不同深度的殘余應力變化的測量，但該方法會對被測試件產生不可逆的破壞。

近年來，無損檢測法在應力檢測和損傷檢測中得到了越來越廣泛的應用。無損檢測可在不對測試試件造成損壞的情況下，利用X射線法、中子衍射法、磁測法和超聲法對其缺陷和物理參數(shù)進行檢測。其中，超聲法是基于應力與聲波速度的關系來對試件的應力進行檢測。在應力檢測中，臨界折射縱波對切向應力的靈敏度最高，利用應力與臨界折射縱波波速的變化關系可對試件的應力進行檢測。利用超聲法對試件的應力進行檢測時，臨界折射縱波在試件中的滲透深度與其頻率有關，不同的滲透深度可以檢測不同深度的應力。通過改變臨界折射縱波的頻率可以做到對試件不同深度的應力測量，用于檢測金屬試件不同深度的殘余應力大小。

目前產生臨界折射縱波的裝置均采用壓電超聲換能器，利用體壓電陶瓷的厚度振動模式(Thickness Mode)產生縱波，再根據(jù)斯涅耳定律，經由介質以第一臨界角斜射到檢測試件中，得到臨界折射縱波。但壓電超聲換能器厚度振動模式的諧振頻率和其厚度有關，壓電超聲換能器在結構確定時有其固定的激發(fā)頻率和帶寬，用于試件不同深度的應力測量時需頻繁的更換壓電超聲換能器。

實用新型內容

針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型擬解決的技術問題是，提供一種深度應力檢測用電磁超聲激勵裝置。

本實用新型解決所述技術問題的技術方案是，提供一種深度應力檢測用電磁超聲激勵裝置，其特征在于該裝置包括支撐體、永磁體、入射楔塊和印刷電路板；

所述支撐體由激勵介質底板、永磁體放置架和連接擋板組成；激勵介質底板的左右兩側設置有永磁體放置架；兩個永磁體放置架之間設置有連接擋板，用于連接兩個永磁體放置架并對永磁體放置架中的永磁體進行限位同時起到聚磁作用；兩個永磁體放置架內部各自放置有一個永磁體；兩個永磁體的對應位置的磁極的極性相反，通過異性相吸作用將兩個永磁體吸向中間并通過連接擋板進行限位，從而固定在永磁體放置架內；

所述印刷電路板的一面上印刷有激勵線圈；印刷電路板以印刷有激勵線圈的一面向下的方式固定到支撐體內，使得激勵線圈與激勵介質底板的上表面正對；入射楔塊的上表面與激勵介質底板的下表面連接；測試時，入射楔塊的上表面與激勵介質底板的下表面之間涂抹有耦合介質；入射楔塊的前表面制有波紋槽，用于消除在入射楔塊內的反射縱波；入射楔塊的上表面與下表面之間具有根據(jù)斯涅耳定律計算得到的第一臨界角的角度相同的傾斜角。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型有益效果在于：