[發明專利]一種鉛制試件檢測用電磁超聲縱波換能器

在審

• 申請號: 202211520016.6
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115808467A
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 肖菲;張軼;沈嵐;李繼強;竇勇宏;馮燕闖;楊君;黃河;於柏薇
• 申請（專利權）人: 內蒙古電力（集團）有限責任公司包頭供電分公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/34;G01B7/06
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 廖娜

本發明公開了一種鉛制試件檢測用電磁超聲縱波換能器，包括信號線(1)、強力磁體(5)、激勵線圈(6)和陶瓷片(7)，其中，所述激勵線圈(6)為信號收發一體的線圈，由導線以“呂”字形盤布在陶瓷片(7)上表面構成，激勵線圈(6)與信號線(1)相連；所述強力磁體(5)為馬蹄形，強力磁體的兩個磁極分別對應置于激勵線圈(6)“呂”字形的兩個“口”內。該換能器通過對激勵線圈和磁場結構進行改進，相對于傳統的檢測探頭，能夠在鉛制試件檢測出有效的回波信號，克服了鉛自身材料特性所帶來的檢測信號不良等問題，對于鉛及其合金板的檢測具有重要意義。

技術領域

本發明涉及無損檢測技術領域，具體涉及一種鉛制試件檢測用電磁超聲縱波換能器。

背景技術

鉛具有高密度、良抗蝕性、易加工等特點，廣泛應用于化工、電纜和放射性防護等工業部門。鉛對高能射線具有良好的屏蔽作用，常用于高精度物理實驗的屏蔽裝置。鉛也可以用作電纜終端接地或者中間連接的封鉛處理，也可制成鉛板、鉛管等材料用于船舶制造中以抵擋海水侵蝕。鉛在應用過程中多依靠自身的厚度而發揮作用，因此在生產過程中內部可能會出現的裂紋或者氣泡等缺陷，將造成鉛制品的厚度不均勻，從而影響其性能。同時，為防止鉛中毒，鉛制品大多設有包覆層，因此，安全、可靠的鉛無損檢測手段具有重要意義。

超聲波具有穿透力強且安全無害的優點，可以檢測試件內部的缺陷，超聲換能方式主要包括接觸式的壓電超聲和非接觸式的電磁超聲。壓電超聲換能效率高，應用最為廣泛，但需要在探頭與被測工件之間涂抹耦合劑，對工件表面平整度和光潔度也有較高要求。而鉛板的表面大多比較粗糙，同時又大多設有包覆層，壓電超聲難以檢測，因此電力、防腐、防輻射等行業對非接觸的檢測具有迫切需求。電磁超聲利用電磁耦合原理，可以透過一定厚度包覆層直接在金屬試件中產生超聲波，具有非接觸的特點，操作更加簡便。

橫波傳播的速度較縱波慢，對于超聲回波具有更好的時間分辨力，同時橫波換能器結構簡單，因此目前電磁超聲換能器基本都是橫波換能器。而鉛具有密度大、電阻率大和剪切模量小等特點，因此使得在鋼板和鋁板檢測中表現優異的電磁超聲橫波換能器，在對鉛板進行檢測時存在回波信號非常弱、信噪比很低，一次回波都難以辨識等缺陷。測厚是鉛板缺陷檢測的基礎，電磁超聲橫波換能器的上述缺陷導致其無法對鉛板進行缺陷檢測，甚至不能辨識測厚信號。

發明內容

本發明的目的是提供一種鉛板檢測用電磁超聲縱波換能器，可無損檢測鉛制試件的厚度和內部缺陷，克服了鉛自身材料特性所帶來的檢測信號不良等問題，具有高速安全檢測、對試件表面不敏感等特點。

本發明技術方案詳述如下：

一種鉛制試件檢測用電磁超聲縱波換能器，包括信號線(1)、強力磁體(5)、激勵線圈(6)和陶瓷片(7)，其中，所述激勵線圈(6)為信號收發一體的線圈，由導線以“呂”字形盤布在陶瓷片(7)上表面構成，激勵線圈(6)與信號線(1) 相連；所述強力磁體(5)為馬蹄形，強力磁體的兩個磁極分別對應置于激勵線圈(6)“呂”字形的兩個“口”內。

本發明所述的鉛制試件，并不局限于板狀結構，可以是鉛或含鉛的合金材料制成的任意形狀的需要檢測缺陷的試件。

可選或優選的，上述電磁超聲縱波換能器，還包括外殼(2)、墊片(3)和端蓋(4)，所述端蓋(4)安裝于外殼(2)底部內側用于將陶瓷片(7)固定在外殼(2)內，所述墊片(3)固定在端蓋(4)上方用于將強力磁體(5)固定在外殼(2)內。

可選或優選的，上述電磁超聲縱波換能器，所述墊片(3)和端蓋(4)的材質均為塑料。

可選或優選的，上述電磁超聲縱波換能器，所述強力磁體(5)由三塊強力磁鐵拼接組合而成為馬蹄形，產生的磁感強度在激勵線圈(6)的位置平行于激勵線圈(6)。

可選或優選的，上述電磁超聲縱波換能器，所述強力磁體(5)為能夠產生 0.8～1.2T的高強度磁場的釹鐵硼磁鐵。