CN101713642B - 一种电磁超声探头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电磁超声探头。它是由脉冲电磁铁、收发一体式双螺旋线圈、保护层、探头外壳、屏蔽导线和二芯插头组成的；脉冲电磁铁粘贴在收发一体式双螺旋线圈上，收发一体式双螺旋线圈粘贴在保护层上，收发一体式双螺旋线圈连接屏蔽导线，屏蔽导线连接二芯插头，二芯插头连接探头外壳。本发明通过采用双螺旋线圈使激发超声波声场集中，便于缺陷的定位和量化，脉冲电磁铁的使用拓宽了电磁超声探头的应用范围，有效降低了装置的功耗，脉冲电磁铁的磁场仅覆盖收发一体式双螺旋线圈有效检测区域，具有较高的换能效率。本发明所设计的电磁超声探头结构简单、功耗低、便于移动、换能效率高、可用于各种金属材料测厚及探伤、便于缺陷定位和量化。

Description

一种电磁超声探头
(一)技术领域
本发明涉及超声测量技术，具体说就是一种电磁超声探头。
(二)背景技术
电磁超声换能器(Electromagnetic Acoustic Transducer，简称EMAT)是一种非接触型超声波发射接收装置。它具有无需声耦合剂，无需对试件表面进行预处理，便可以方便地激发各种类型超声波的特点，具有广阔的应用前景。EMAT主要由3部分构成：发射、接收线圈，提供磁场的永磁体或电磁铁以及待测试件本身。为了能够有效发射、接收超声波，通常需要1T以上的高强度磁场。近年来，国内也开始采用电磁超声技术进行换能器设计，如中国专利CN2128729Y《便携式测厚仪》采用螺旋线圈和永磁体进行测厚；中国专利CN2168234Y《电磁超声测厚仪》采用螺旋线圈和电磁铁设计换能器；中国专利CN2222353Y《电磁超声换能器》采用两个相互错位90°前后叠置的线圈和永磁体设计换能器，其中每个线圈由两个相同的匝数为10的分离子线圈串连而成，线圈成矩形。这些技术方案均存在不足之处：利用永磁体提供磁场的换能器在检测铁磁性材料时，因强磁场的存在会使探头移动困难，装置复杂度增加；电磁铁提供磁场也有同样的问题，而且会增加装置的功耗；螺旋线圈激发的超声波声场比较分散且在中心处较弱，不利于缺陷的定位和量化；前后叠置的线圈会增加其中一个线圈的提离距离，对换能效率产生较大影响，结构也比较复杂。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、功耗低、换能效率高、用于各种金属材料测厚及探伤、便于缺陷定位和量化的电磁超声探头。
本发明的目的是这样实现的：它是由脉冲电磁铁、收发一体式双螺旋线圈、保护层、探头外壳、屏蔽导线和二芯插头组成的；脉冲电磁铁粘贴在收发一体式双螺旋线圈上，收发一体式双螺旋线圈粘贴在保护层上，收发一体式双螺旋线圈连接屏蔽导线，屏蔽导线连接二芯插头，二芯插头连接探头外壳。
本发明还有以下技术特征：
(1)所述的收发一体式双螺旋线圈由PCB在单面进行绘制而成，收发一体式双螺旋线圈的中心部分为多列平行导线的有效检测区域。
(2)所述的脉冲电磁铁只在发射和接收的过程中提供磁场，其它时间不工作，脉冲电磁铁的磁场只覆盖收发一体式双螺旋线圈的有效检测区域。
本发明一种电磁超声探头，通过采用双螺旋线圈使激发超声波声场集中，便于缺陷的定位和量化，脉冲电磁铁的使用拓宽了电磁超声探头的应用范围，有效降低了装置的功耗，脉冲电磁铁的磁场仅覆盖收发一体式双螺旋线圈有效检测区域，因此提高了换能效率。
(四)附图说明
图1为本发明的总体结构框图；
图2为本发明的收发一体式双螺旋线圈结构图；
图3为本发明应用于测厚的工作示意图；
图4为本发明应用于缺陷检测的工作示意图。
(五)具体实施方式
下面结合附图举例对本发明作进一步说明。
实施例1：结合图1、图2，本发明一种电磁超声探头，它是由脉冲电磁铁(1)、收发一体式双螺旋线圈(2)、保护层(3)、探头外壳(4)、屏蔽导线(5)和二芯插头(6)组成的，脉冲电磁铁(1)粘贴在收发一体式双螺旋线圈(2)上，收发一体式双螺旋线圈(2)粘贴在保护层(3)上，收发一体式线圈(3)连接屏蔽导线(5)，屏蔽导线(5)连接二芯插头(6)，二芯插头(6)连接探头外壳(4)。
本发明还有以下技术特征：
所述的收发一体式双螺旋线圈(2)由PCB在单面进行绘制而成，收发一体式双螺旋线圈(2)的中心部分为多列平行导线的有效检测区域。
所述的脉冲电磁铁(1)只在发射和接收的过程中提供磁场，其它时间不工作，脉冲电磁铁(1)的磁场只覆盖收发一体式双螺旋线圈(2)的有效检测区域。
实施例2：结合图3、图4，本发明一种电磁超声探头，可以应用于超声波测厚和探伤。当应用于超声波测厚时，测厚仪通过电磁超声探头在待测试件内激发超声波，超声波在试件中传播，遇到底面时形成反射，探头检测出一系列底面回波；当用于超声波探伤时，探伤仪通过电磁超声探头在待测试件内激发超声波，超声波遇到缺陷及底面时会发生反射，通过对反射回波的处理，便可检测出缺陷的大小和位置。

Claims (2)

1.一种电磁超声探头，它是由脉冲电磁铁(1)、收发一体式双螺旋线圈(2)、保护层(3)、探头外壳(4)、屏蔽导线(5)和二芯插头(6)组成的；其特征在于：脉冲电磁铁(1)粘贴在收发一体式双螺旋线圈(2)上，收发一体式双螺旋线圈(2)粘贴在保护层(3)上，收发一体式双螺旋线圈(2)连接屏蔽导线(5)，屏蔽导线(5)连接二芯插头(6)，二芯插头(6)连接探头外壳(4)；所述的收发一体式双螺旋线圈(2)由PCB在单面进行绘制而成，收发一体式双螺旋线圈(2)的中心部分为多列平行导线的有效检测区域。
2.根据权利要求1所述的一种电磁超声探头，其特征在于：所述的脉冲电磁铁(1)只在发射和接收的过程中提供磁场，其它时间不工作，脉冲电磁铁(1)的磁场只覆盖收发一体式双螺旋线圈(2)的有效检测区域。
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