CN104964659A - 耐高温型凝固坯壳厚度电磁超声扫频检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐高温型凝固坯壳厚度电磁超声扫频检测方法及装置，在连铸坯内外弧侧对应设有电磁超声发生器和电磁超声接收器。电磁超声发生器的激励线圈在高功率猝发射频信号的作用下在连铸坯集肤层表面感应出电涡流，电涡流在直流偏置磁场作用下，进而产生交变的洛伦兹力和超声波，超声波穿出连铸坯并被电磁超声接收器接收。通过扫频电路配合不同截止频率的滤波器，以检测透射波不同扫描频率的幅值和相位；通过两种不同扫描频率的相位，可得电磁超声波在连铸坯内的渡越时间，进而可求解得到凝固坯壳厚度。本发明能有效克服连铸生产现场的表面高温辐射、水雾环境等恶劣环境的影响，并适合测量铸坯不同表面温度、不同浇筑钢种的要求。

Description

耐高温型凝固坯壳厚度电磁超声扫频检测方法及装置

技术领域

本发明涉及钢铁连续浇注过程凝固坯壳厚度在线非破坏性检测方法及装置，具体指在钢铁连铸生产过程中，实现连铸坯凝固成型过程中坯壳厚度及凝固末端位置的长期准确的在线无损检测。本测量装置主要应用于钢铁连铸凝固坯壳厚度及凝固末端位置的在线无损检测，对连铸二冷水、电磁搅拌、轻压下及拉坯速度等工艺参数控制提供实时反馈信号，有助于提高连铸坯产质量，及减少和预防发生漏钢生产事故。

背景技术

钢铁连铸铸造成型过程中，凝固坯壳厚度及凝固末端位置在线无损测量和控制，为二冷强度、轻压下、电磁搅拌及拉速等工艺参数闭环控制提供反馈信号，以提高连铸坯的产质量，提高连铸自动化水平，具体体现在如下几个方面：实时检测结晶器出口坯壳厚度能否承受钢水的静压力，预防连铸过程中发生漏钢生产事故；在线无损检测凝固坯壳厚度变化趋势，以在线调节二冷水的冷却强度，闭环控制二冷水冷却水量；在线无损检测连铸坯凝固终了位置，闭环控制拉坯速度。

钢铁连铸过程中，连铸坯表面高温且处于高水雾、高温辐射的环境中，同时，连铸坯表面分布有1-2mm厚度的不规整的鳞状氧化铁皮。尤为注意的连铸坯内部存有固相区、糊状区、液相区。这些因素决定了连铸坯壳厚度在线非破坏性无损检测装置要求能在高温、高水雾环境中能长期的运行。

目前，连铸过程中凝固坯壳厚度检测方法主要有实验测量法、数值模型法、应变传感检测法等三类。实验测量法中主要采用射钉法，在二冷区将含硫示踪剂的钢钉射入连铸坯，采用硫印分析、低倍检测射钉在铸坯固相、液相区内的形貌来确定凝固坯壳厚度和液相穴位置，这种实验方法技术成熟，精度高，结果直观可靠，但是属于离线有损检测，测量工作量大；穿刺坯壳测量法，在连铸二冷区刺穿凝固坯壳，使未凝固的液态钢水流出，再对凝固坯壳厚度进行在线检测，这种检测方法属于破坏性检测，现场操作难度很大；鼓肚法是通过检测连铸坯鼓肚的位置来确定液芯位置，该测量方法直观，装置简单，但只能粗略估计液芯末端位置；辐射法主要根据采用钴射线源，通过盖格计数器检测射线源穿过连铸坯后射线强度的变化来探测凝固坯壳的厚度，该方法技术思路可行，但放射源的放射性污染对人体和环境造成一定的影响。数值模型法是基于一维或二维非稳态传热控制方程，使用有限元差分计算法计算连铸坯内部温度场，进而确定连铸坯内部形貌，这种方法成本低，但模型求解精度依赖于准确的边界条件，但非稳态的连铸生产决定了难以确定准确的边界条件，同时模型计算收敛时间长，难以在线实时预测凝固坯壳厚度的变化。应变测试法通过在连铸坯相关扇形段上安装箔式电阻应变片，通过在线监测应变量变化突变点来确定连铸坯凝固末端的位置，这种方法可靠性、敏感性差，但受现场高温辐射、二冷区水雾、扇形段或工作辊受力复杂等影响，测试结果重复性较差，在工业生产现场无法推广应用。

综上所述，在线无损检测连铸过程中凝固坯壳厚度及液芯末端位置对提高连铸过程中连铸坯的质量，提高连铸生产的自动化水平具有重要意义，目前国内外针对凝固坯壳厚度检测方法都没有从根本上解决工业生产现场应用问题。

发明内容

针对现有技术测量连铸凝固坯壳厚度的上述不足，本发明的目的是提供一种在线无损非接触测量连铸过程中凝固坯壳厚度的电磁超声扫频检测装置及方法。本发明能有效克服连铸生产现场的表面高温辐射、水雾环境等恶劣环境的影响，并适合测量铸坯不同表面温度、不同浇筑钢种的要求。

本发明的技术方案是这样实现的：

耐高温型凝固坯壳厚度电磁超声扫频检测方法，在连铸坯内弧侧底部设置电磁超声发生器，相对的连铸坯外弧侧上表面设置电磁超声接收器；电磁超声发生器由电磁场产生器和激励线圈构成，激励线圈在高功率猝发射频信号的作用下在连铸坯集肤层表面感应出电涡流，电涡流在电磁场产生器产生的直流偏置磁场作用下，在连铸坯集肤层表面(集肤层表面是指交变激励的电场在金属表面的集肤效应，集肤深度可以通过激励频率计算出来)产生交变的洛伦兹力，当激励频率达到20KHz以上时，在交变洛伦兹力的作用下，连铸坯晶格发生弹性机械振动进而产生超声波；超声波在连铸坯内部传播，依次穿过连铸坯的固相区、液固两相区、液相区、液固两相区、固相区后穿出连铸坯形成透射波，透射波被设于连铸坯上表面的电磁超声接收器接收；

通过扫频电路配合不同截止频率的滤波器，以检测透射波不同扫描频率的幅值和相位；通过两种不同扫描频率的相位，按下式可以得到电磁超声波在连铸坯内的渡越时间τ；

其中，Δφ_r为连续扫频相位的改变值，ΔF_r为两次扫频的频率差；

将得到的渡越时间τ代入下式，即可求解得到连铸坯凝固坯壳厚度d；

$d=\frac{(\mathrm{\τ}-\frac{D}{{\stackrel{\‾}{V}}_l})}{2(\frac{1}{{\stackrel{\‾}{V}}_s}-\frac{1}{{\stackrel{\‾}{V}}_l})}$

式中，为电磁超声波在固相中平均传播速度；为电磁超声波在液相中平均传播速度；D为连铸坯厚度。

所述电磁场产生器由硅钢片作为骨架并在骨架上绕制多匝外绝缘漆包绕组线圈构成，绕组线圈通入直流电流，即产生直流偏置磁场；电磁场产生器放置在激励线圈上部，并紧靠激励线圈上表面。

所述高功率猝发射频信号由信号发生器产生，信号发生器包括依次连接的控制模块、信号发生模块、IGBT驱动模块、H桥IGBT逆变模块和阻抗匹配电路Ⅰ，阻抗匹配电路Ⅰ的输出接激励线圈，控制模块控制信号发生模块产生两路在死区时间、频率、周波数可调的准正弦波信号，输出的准正弦波信号通过光电耦合器隔离，送往IGBT驱动模块进行放大后，驱动H桥IGBT逆变模块，经过阻抗匹配电路Ⅰ调谐滤波后产生高功率猝发射频信号，高功率猝发射频信号驱动激励电流高于500A，频率高于20KHz，从而激励激励线圈。

实时检测H桥IGBT逆变模块母线的电压和电流信号，送入鉴相器进行相位差检测，将检测结果作为反馈信号送入控制模块，控制模块再控制信号发生模块，改变激励频率，实现激励频率自动跟踪，确保激励线圈与高功率猝发射频信号的阻抗自动匹配，以满足连铸坯在不同温度条件和不同浇注钢种工况下凝固坯壳电磁超声测厚的阻抗匹配要求。

耐高温型凝固坯壳厚度电磁超声扫频检测装置，包括依次连接的控制模块、信号发生模块、IGBT驱动模块、H桥IGBT逆变模块和阻抗匹配电路Ⅰ，阻抗匹配电路Ⅰ的一路输出接电磁超声发生器，阻抗匹配电路Ⅰ的另一路输出通过鉴相器接控制模块；还包括电磁超声接收器，电磁超声发生器和电磁超声接收器用于设置在铸坯内外弧底部及铸坯上表面对应位置，电磁超声接收器用于接收电磁超声发生器发出且穿过铸坯的超声波；电磁超声接收器的输出通过阻抗匹配电路Ⅱ接信号处理模块。

所述电磁超声发生器由用于产生直流偏置磁场的电磁场产生器和激励线圈构成，阻抗匹配电路Ⅰ的该一路输出接激励线圈，电磁场产生器由硅钢片作为骨架并在骨架上绕制多匝外绝缘漆包绕组线圈构成，绕组线圈通入直流电流，即产生直流偏置磁场；电磁场产生器放置在激励线圈上部，并紧靠激励线圈上表面。

所述激励线圈采用Pt-Ph合金丝绕制成螺旋型形成，在每圈螺旋形线圈之间通过陶瓷胶粘剂设置有耐高温绝缘材料，耐高温绝缘材料为捣料Al₂O₃粉；其中陶瓷胶粘剂和Al₂O₃粉混合形成混合料。

本发明将电磁超声技术应用在钢铁材料连铸过程中，其优点在于能够在高温、多水雾的连铸生产环境下，非接触的在线测量连铸坯的凝固厚度，具体体现在以下几点：

1、采用耐高温型螺旋型激励线圈和直流偏置磁场，能有效克服连铸生产现场的表面高温辐射、水雾环境等恶劣环境的影响，同时确保电磁超声换能器能在900℃以上的高温金属表面可靠工作。

2、采用硅钢片+绕组线圈的方式产生电磁场，可以通过控制绕组线圈的电流来控制电磁场强度，与常规永磁体相比具有方便、可调控的优点；同时铸坯表面温度高，通过辐射传热方式传递给永磁体的温度高于其居里温度点，用绕组线圈产生电磁场避免了温度在居里点上时永磁体退磁的现象。

3、引入控制激励频率进行阻抗自动匹配电路，满足检测装置使用的通用性，以适合测量铸坯不同表面温度、不同浇筑钢种的要求。

4、采用耐高温Pt-Ph合金材料作为激励线圈的电磁超声发生器，集成了超声波发射、温度测量和超声波接收功能的一体化电磁超声发射谐振器。

5、由于连铸坯内部物相的复杂性，尤其是两相区，由于存在超声散射和折射，对超声波有强的衰减性。因此，本发明采用IGBT全桥逆变电路，产生激励电流高于500A，频率高于20KHz猝发射频信号。同时激励线圈在不同温度、不同钢种下阻抗会发生变化，其谐振频率也随之而变，采用锁相环电路自动检测IGBT母线的电压和电流的相位值，来反馈控制H逆变桥路控制模块的激励频率，确保激励线圈和发射电路发生谐振，满足连铸过程中不同温度和钢种的在线测量的要求。

6、本发明采用一种锁相环激励线圈谐振频率自动跟踪技术，既能解决连铸生产过程中电磁超声射频电源大功率发射以及随连铸坯温度变化电磁超声检测线圈谐振频率自动匹配问题，又能解决检测过程中强背景噪声条件下电磁超声微弱信号有效提取问题。

附图说明

图1-本发明凝固坯壳厚度电磁超声扫频测量装置设置示意图。

图2-本发明凝固坯壳厚度电磁超声扫频测量装置构成图。

图3-信号处理模块流程图。

具体实施方式

由于超声波在固相和液相中传播速度、衰减强度等特性不同，电磁超声接收器检测到透射连铸坯的超声信号，其渡越时间会随凝固坯壳厚度变化而变化，凝固坯壳厚度d与超声波渡越时间的关系为：

$d=\frac{(\mathrm{\τ}-\frac{D}{{\stackrel{\‾}{V}}_l})}{2(\frac{1}{{\stackrel{\‾}{V}}_s}-\frac{1}{{\stackrel{\‾}{V}}_l})}---\left(1\right)$

式中，τ为电磁超声波在连铸坯内的渡越时间；为电磁超声波在固相中平均传播速度；为电磁超声波在液相中平均传播速度；D为连铸坯厚度。

τ为电磁超声波在连铸坯内的渡越时间，其计算公式：

其中，Δφ_r为连续扫频相位的改变值，ΔF_r为2次扫频的频率差。

基于上述理论，本发明提出了如下的凝固坯壳厚度检测思想：采用高温电磁超声无损检测方法，采用高温合金材料Pt-Ph丝绕制圆盘形线圈作为电磁超声发生器的激励线圈，并采用直流电磁铁作为偏置磁场，通过IGBT全桥逆变电路产生猝发高压大电流射频信号，激励高温合金激励线圈，在高温连铸坯集肤表层晶格质点产生交变电涡流，在直流偏置磁场的作用下，集肤表层晶格质点受交变的洛伦兹力，当激励频率达到20KHz以上时，在凝固坯内部弹性应力作用下产生超声波。该超声波在凝固坯壳内部固相区、两相区及液相区传播，通过电磁超声接收器检测透射的超声波信号，再经过微弱信号处理后得到两次扫频的相位，并通过公式(2)得到超声波在连铸坯内部的渡越传播时间τ。

为了自动匹配Pt-Ph合金激励线盘材料的阻抗变化，提高高功率发射器的发射效率，采用锁相环技术实现激励线圈谐振频率自动跟踪，既能解决连铸生产过程中电磁超声射频电源大功率发射阻抗匹配问题，又能解决检测过程中强背景噪声条件下电磁超声微弱信号有效提取问题。

下面结合附图详细介绍本发明检测装置的构成和设置以及如何实现检测的。

图1为本发明连铸过程凝固坯壳厚度电磁超声扫频测量装置设置示意图，钢液在结晶器1中受到铜壁冷却形成一定厚度的凝固坯壳2，经足辊段进入扇形区进行喷水二次冷却，凝固坯壳2厚度不断增加，而中心液相穴3不断缩小。在动态轻压下区间的上游扇形段内弧装有电磁超声发生器4和电磁超声接收器5，电磁超声发生器4发射出超声信号6，超声信号6在凝固坯壳2和液相穴3中传播，电磁超声接收器5检测穿透连铸坯的超声信号6。

本发明钢铁连铸过程凝固坯壳厚度电磁超声扫频检测装置，见图2，包括依次连接的控制模块、信号发生模块、IGBT驱动模块、H桥IGBT逆变模块和阻抗匹配电路Ⅰ，阻抗匹配电路Ⅰ的一路输出接电磁超声发生器，阻抗匹配电路Ⅰ的另一路输出通过鉴相器接控制模块；还包括电磁超声接收器，电磁超声发生器和电磁超声接收器分别设置在铸坯内弧面底部及铸坯外弧上表面对应位置，电磁超声接收器用于接收电磁超声发生器发出且穿过铸坯的超声波；电磁超声接收器的输出通过阻抗匹配电路Ⅱ接信号处理模块，由信号处理模块根据扫频信号并经过一系列处理从而得到凝固坯壳厚度。

电磁超声发生器产生超声信号的具体实现手段为：电磁超声发生器由用于产生直流偏置磁场的电磁场产生器和激励线圈构成，阻抗匹配电路Ⅰ的该一路输出接激励线圈，电磁场产生器(即图2中的电磁铁)由硅钢片作为骨架并在骨架上绕制多匝外绝缘漆包绕组线圈构成，绕组线圈通入直流电流，即产生直流偏置磁场。电磁场产生器放置在激励线圈上部，并紧靠激励线圈上表面。激励线圈在高功率猝发射频信号的激励下感应出变化的磁场，而变化的磁场在连铸坯表面感应出电涡流。同时，电磁铁上的绕组线圈输入另一直流电流，在一定空间范围内产生电磁场。电涡流在电磁场作用下在连铸坯集肤表面产生交变的洛伦兹力，在交变洛伦兹力的作用下，铸坯集肤表面质点产生高频机械振动，从而激发出超声波。超声波在铸坯中传播(依次通过连铸坯的固相区、液固两相区、液相区、液固两相区、固相区)并穿出铸坯形成透射波，部分透射波被设于铸坯上表面(约2mm提离距离)的电磁超声接收器接收。

本发明为了适用于连铸现场高温、多水雾等环境，所述激励线圈采用耐高温Pt-Ph合金丝绕制成螺旋型形成，在Pt-Ph合金表面通过陶瓷胶粘剂设置有耐高温绝缘层，耐高温绝缘层材料为Al₂O₃粉料。

除了两者设置位置导致的作用不同外，电磁超声发生器和电磁超声接收器的结构并无不同，都是由耐高温Pt-Ph合金线圈以及电磁场产生器构成。

所述高功率猝发射频信号由信号发生器产生，信号发生器包括依次连接的控制模块、信号发生模块、IGBT驱动模块、H桥IGBT逆变模块和阻抗匹配电路Ⅰ，阻抗匹配电路Ⅰ的输出接电磁超声发生器的激励线圈，控制模块为单片机控制芯片AT89552，信号发生模块为全桥移相控制芯片UCC2895。通过控制模块设定信号的发射频率、周波数等可控参数，改变UCC2895芯片外围的电阻和电容，使信号发生模块产生两路在死区时间、频率、周波数可调的方波信号，输出的方波信号通过光电耦合器隔离，送往IGBT驱动模块进行放大后，驱动H桥IGBT逆变模块，经过调谐滤波产生周波数、频率可调的高功率准正弦猝发射频信号，高功率猝发射频信号激励电流高于500A，频率高于20KHz，从而激励激励线圈。通过锁相频率跟踪电路，确保发射电路阻抗和激励线圈阻抗基本相同，以确保高功率射频电路的最大化功率输出。

本发明实时检测激励线圈的高频电压和电流信号，送入鉴相器进行相位差检测，将检测结果作为反馈信号送入控制模块，控制信号发生模块，改变激励频率，实现激励频率自动跟踪，确保激励线圈与高功率猝发射频信号的阻抗自动匹配，以满足连铸坯在不同温度条件和不同浇注钢种工况下凝固坯壳电磁超声测厚的阻抗匹配要求。

本发明穿过连铸坯的超声波信号由电磁超声接收器进行接收，接收到的超声波信号再由信号处理模块按如下方法进行强背景噪声下弱信号检测(见图3)：

1)将接收线圈接收到的频率为Fr的信号经过滤波和前置放大后经宽带接收器接收；

2)将电磁超声激励源DDS模块(即图2的信号发生模块)发生的激励频率Fr信号和频率为IF的信号，通过频率合成器得到频率为Fr+IF的信号，合成后的信号再与经宽带接收器后的信号通过混频器进行混频，然后低通滤波，得到频率为IF信号；

3)将第2)步频率为IF的信号通过中频放大器放大；

4)由DDS提供标准的IF信号并相移0°后，与第3)步的信号混频后低通滤波，得到电磁超声接收器频率为Fr基波信号的实部；

5)由DDS提供标准的IF信号并相移90°后，与第3)步的信号混频后低通滤波，得到电磁超声接收器频率为Fr基波信号的虚部；

6)根据步骤4)和5)即得到电磁超声接收器频率为Fr基波信号的幅值和相位；

7)通过DDS模块改变扫频频率Fr，可以得到电磁超声接收器不同扫频频率的幅值和相位；根据不同扫频频率的幅值和相位结合式(2)就可以得到电磁超声波在连铸坯内的渡越时间和电磁超声谐振谱。信号处理模块流程如图3所示。

根据前述厚度计算公式，凝固坯壳厚度d只跟电磁超声波在连铸坯内的渡越时间τ、电磁超声波在固相中平均传播速度电磁超声波在液相中平均传播速度和连铸坯的厚度D有关，而和D均是已知，所以得到渡越时间τ后，即可求出凝固坯壳厚度d。

本发明主要应用于钢铁连铸凝固坯壳厚度在线无损测量，对连铸二冷控制、电磁搅拌控制、轻压下及拉速等工艺参数控制提供实时反馈信号，有助于提高连铸坯产质量及预防发生漏钢生产事故。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.耐高温型凝固坯壳厚度电磁超声扫频检测方法，其特征在于：在连铸坯内弧侧底部设置电磁超声发生器，相对的连铸坯外弧侧上表面设置电磁超声接收器；电磁超声发生器由电磁场产生器和激励线圈构成，激励线圈在高功率猝发射频信号的作用下在连铸坯集肤层表面感应出电涡流，电涡流在电磁场产生器产生的直流偏置磁场作用下，在连铸坯集肤层表面产生交变的洛伦兹力，当激励频率达到20KHz以上时，在交变洛伦兹力的作用下，连铸坯晶格发生弹性机械振动进而产生超声波；超声波在连铸坯内部传播，依次穿过连铸坯的固相区、液固两相区、液相区、液固两相区、固相区后穿出连铸坯形成透射波，透射波被设于连铸坯上表面的电磁超声接收器接收；

通过扫频电路配合不同截止频率的滤波器，以检测透射波不同扫描频率的幅值和相位；通过两种不同扫描频率的相位，按下式可以得到电磁超声波在连铸坯内的渡越时间τ；

其中，Δφ_r为连续扫频相位的改变值，ΔF_r为两次扫频的频率差；

将得到的渡越时间τ代入下式，即可求解得到连铸坯凝固坯壳厚度d；

$d=\frac{(\mathrm{\τ}-\frac{D}{{\stackrel{\‾}{V}}_l})}{2(\frac{1}{{\stackrel{\‾}{V}}_s}-\frac{1}{{\stackrel{\‾}{V}}_l})}$

式中，为电磁超声波在固相中平均传播速度；为电磁超声波在液相中平均传播速度；D为连铸坯厚度。

2.根据权利要求1所述的耐高温型凝固坯壳厚度电磁超声扫频检测方法，其特征在于，所述电磁场产生器由硅钢片作为骨架并在骨架上绕制多匝外绝缘漆包绕组线圈构成，绕组线圈通入直流电流，即产生直流偏置磁场；电磁场产生器放置在激励线圈上部，并紧靠激励线圈上表面。

3.根据权利要求1所述的耐高温型凝固坯壳厚度电磁超声扫频检测方法，其特征在于，所述高功率猝发射频信号由信号发生器产生，信号发生器包括依次连接的控制模块、信号发生模块、IGBT驱动模块、H桥IGBT逆变模块和阻抗匹配电路Ⅰ，阻抗匹配电路Ⅰ的输出接激励线圈，控制模块控制信号发生模块产生两路在死区时间、频率、周波数可调的准正弦波信号，输出的准正弦波信号通过光电耦合器隔离，送往IGBT驱动模块进行放大后，驱动H桥IGBT逆变模块，经过阻抗匹配电路Ⅰ调谐滤波后产生高功率猝发射频信号，高功率猝发射频信号驱动激励电流高于500A，频率高于20KHz，从而激励激励线圈。

4.根据权利要求3所述的耐高温型凝固坯壳厚度电磁超声扫频检测方法，其特征在于，实时检测H桥IGBT逆变模块母线的电压和电流信号，送入鉴相器进行相位差检测，将检测结果作为反馈信号送入控制模块，控制模块再控制信号发生模块，改变激励频率，实现激励频率自动跟踪，确保激励线圈与高功率猝发射频信号的阻抗自动匹配，以满足连铸坯在不同温度条件和不同浇注钢种工况下凝固坯壳电磁超声测厚的阻抗匹配要求。

5.耐高温型凝固坯壳厚度电磁超声扫频检测装置，其特征在于：包括依次连接的控制模块、信号发生模块、IGBT驱动模块、H桥IGBT逆变模块和阻抗匹配电路Ⅰ，阻抗匹配电路Ⅰ的一路输出接电磁超声发生器，阻抗匹配电路Ⅰ的另一路输出通过鉴相器接控制模块；还包括电磁超声接收器，电磁超声发生器和电磁超声接收器用于设置在铸坯内外弧底部及铸坯上表面对应位置，电磁超声接收器用于接收电磁超声发生器发出且穿过铸坯的超声波；电磁超声接收器的输出通过阻抗匹配电路Ⅱ接信号处理模块。

6.根据权利要求5所述的耐高温型凝固坯壳厚度电磁超声扫频检测装置，其特征在于，所述电磁超声发生器由用于产生直流偏置磁场的电磁场产生器和激励线圈构成，阻抗匹配电路Ⅰ的该一路输出接激励线圈，电磁场产生器由硅钢片作为骨架并在骨架上绕制多匝外绝缘漆包绕组线圈构成，绕组线圈通入直流电流，即产生直流偏置磁场；电磁场产生器放置在激励线圈上部，并紧靠激励线圈上表面。

7.根据权利要求6所述的耐高温型凝固坯壳厚度电磁超声扫频检测装置，其特征在于，所述激励线圈采用Pt-Ph合金丝绕制成螺旋型形成，在每圈螺旋形线圈之间通过陶瓷胶粘剂设置有耐高温绝缘材料，耐高温绝缘材料为捣料Al₂O₃粉；其中陶瓷胶粘剂和Al₂O₃粉混合形成混合料。