CN108917805B - 电磁超声波双波换能器 - Google Patents

电磁超声波双波换能器 Download PDF

Info

Publication number
CN108917805B
CN108917805B CN201810893704.4A CN201810893704A CN108917805B CN 108917805 B CN108917805 B CN 108917805B CN 201810893704 A CN201810893704 A CN 201810893704A CN 108917805 B CN108917805 B CN 108917805B
Authority
CN
China
Prior art keywords
permanent magnet
coil
shell
energy converter
electromagnetic ultrasonic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810893704.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108917805A (zh
Inventor
杨龙
谢明明
金怡胜
周新宗
赵军辉
朱绪祥
沈宇平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SUZHOU PHASERISE TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
SUZHOU PHASERISE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SUZHOU PHASERISE TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical SUZHOU PHASERISE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201810893704.4A priority Critical patent/CN108917805B/zh
Priority to US17/266,127 priority patent/US11959817B2/en
Priority to PCT/CN2018/112179 priority patent/WO2020029435A1/zh
Priority to EP18929244.4A priority patent/EP3835780A4/en
Publication of CN108917805A publication Critical patent/CN108917805A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108917805B publication Critical patent/CN108917805B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2412—Probes using the magnetostrictive properties of the material to be examined, e.g. electromagnetic acoustic transducers [EMAT]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/48—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using wave or particle radiation means
    • G01D5/50—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using wave or particle radiation means derived from a radioactive source
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/043—Analysing solids in the interior, e.g. by shear waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02827—Elastic parameters, strength or force
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0421—Longitudinal waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0422—Shear waves, transverse waves, horizontally polarised waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26—Scanned objects
    • G01N2291/269—Various geometry objects
    • G01N2291/2691—Bolts, screws, heads

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明公开了电磁超声波双波换能器，其包括外壳、及设置在所述外壳内的永磁体组件、线圈、屏蔽层和导线；所述永磁体组件包括第一永磁体、及套设在所述第一永磁体上的第二永磁体，所述第一永磁体与所述第二永磁体的充磁方向均垂直所述外壳底部且它们的磁场方向相反，所述第一永磁体和所述第二永磁体之间是不导电不导磁衬套材料，所述第一永磁体、第二永磁体上端面经磁路闭合件实现磁路闭合；所述线圈固定在所述外壳底部并位于所述第一永磁体的下方，所述屏蔽层设置在所述第一永磁体下端与所述线圈之间、以及第二永磁体的下方，所述导线一端连接至所述线圈且另一端连接至电源和信号插头。本发明提供的电磁超声波双波换能器，可在工件表面同时激发纵波和横波，提高检测精度。

Description

电磁超声波双波换能器
技术领域
本发明涉及超声波检测技术领域，特别涉及一种电磁超声波双波换能器。
背景技术
在超声波检测领域，有时候需要用到两种模式的波来准确地检测工件的某些材料性质、尺寸或者缺陷。比如在球墨铸铁的球化率检测中，如果只有一种模式的波，就不容易区分飞行时间的变化是来自样品厚度的变化还是来自于超声波速度本身的变化。这极大地影响检测的有效性。又比如在螺栓的拉力检测中，如果只用一种模式的超声波，就无法知道超声波的飞行时间是来自于物体尺寸的变化还是来自螺栓拉应力引起的超声波速度的变化。这样就无法通过超声波的方法来检测螺栓拉力。
为了能产生两种不同模态的超声波，公开文献1(NDT&E International 42(2009)164-169)提到了利用一个特殊设计的压电超声换能器使得超声纵波在被测工件的底面产生模式转换的横波；公开文献2(Ultrasonics 54(2014) 914-920)提到了利用大功率电源激励以及多次平均的方法使得一个电磁超声横波换能器在被测工件的底部产生模式转换的纵波；公开文献3(仪器仪表学报Vol.17(1996)No.6662-665)提到了利用两个压电换能器组合在一起分别在工件中产生超声纵波和超声横波；公开文献4(美国专利 US851116582)提到了利用一个压电换能器和一个电磁超声换能器组合起来在工件表面分别产生纵波和横波。
以上公开文献中的方法都不能同时在所检测的工件表面产生纵波和横波，这造成了高精度检测的误差，特别是在螺栓拉力检测中的误差。公开文献1到4中所涉及到的压电换能器在超声波从压电晶片到工件表面传播或者反向传播的过程中都需要考虑锲块和耦合剂对超声波传播时间的影响。公开文献2和公开文献4所述的电磁超声换能器都无法在工件表面产生超声纵波。
发明内容
基于现有技术中的问题，本发明的目是提供一种电磁超声波双波换能器，可同时在工件表面激发出纵波和横波。
基于上述问题，本发明提供的技术方案之一是：
电磁超声波双波换能器，其包括外壳、及设置在所述外壳内的永磁体组件、线圈、屏蔽层和导线；
所述永磁体组件包括第一永磁体、及套设在所述第一永磁体上的第二永磁体，所述第一永磁体与所述第二永磁体的充磁方向均垂直所述外壳底部且它们的磁场方向相反，所述第一永磁体和所述第二永磁体之间是不导电不导磁衬套材料，所述第一永磁体、第二永磁体上端面经磁路闭合件实现磁路闭合；
所述线圈固定在所述外壳底部并位于所述第一永磁体的下方，所述屏蔽层设置在所述第一永磁体下端与所述线圈之间、以及第二永磁体的下方，所述导线一端连接至所述线圈且另一端连接至电源和信号插头。
在其中的一个实施例中，所述第一永磁体呈圆柱形，所述第二永磁体呈圆环状。
在其中的一个实施例中，所述第二永磁体的内径比所述第一永磁体的外径大1～15mm。
在其中的一个实施例中，所述第一永磁体与所述第二永磁体的下端面之间具有-3mm～3mm的高度差。
在其中的一个实施例中，所述线圈呈螺旋状，所述线圈的外径大于所述第一永磁体的外径且小于所述第二永磁体的内径。
在其中的一个实施例中，所述线圈与所述屏蔽层之间填充有不导电材料，所述永磁体组件与所述外壳之间填充有不导电不导磁材料。
在其中的一个实施例中，所述外壳包括壳体和设置在所述壳体下端的耐磨片。
基于上述问题，本发明提供的技术方案之二是：
电磁超声波双波换能器，其包括外壳、及设置在所述外壳内的永磁体组件、线圈、屏蔽层、及导线，所述线圈固定在所述外壳底部并位于所述永磁体组件的下方，所述屏蔽层设置在所述永磁体组件与所述线圈之间，所述导线一端连接至所述线圈且另一端连接至电源插头，所述永磁体组件包括第三永磁体、及与所述第三永磁体并排设置且分别位于所述第三永磁体宽度方向两侧的第四永磁体，所述第四永磁体与所述第三永磁体间隔设置且所述间隔为不导电不导磁衬套材料，所述第三永磁体、第四永磁体上端面经磁路闭合件实现磁路闭合。
在其中的一个实施例中，所述第三永磁体与所述第四永磁体的横截面呈长方形。
在其中的一个实施例中，所述线圈呈蝶型。
在其中的一个实施例中，所述线圈与所述屏蔽层之间填充有不导电材料，所述永磁体组件与所述外壳之间填充有不导电不导磁材料。
在其中的一个实施例中，所述外壳包括壳体和设置在所述壳体下端的耐磨片。
与现有技术相比，本发明的优点是：
采用本发明的技术方案，该超声波换能器可以同时在工件表面激发出纵波和横波，用两种模式的超声波对材料弹性模量等材料性质、缺陷、长度、应力等物理量进行检测，避免压电超声契块和耦合剂延时带来的测量误测，也避免超声波模式转换有可能带来的检测误差，提高检测精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明电磁超声波双波换能器实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图；
图3为2的A-A剖视图；
图4为实施例1电磁超声波双波换能器检测各向同性材料杨氏模量和泊松系数时同时激发出横波信号和纵波信号；
图5为实施例1电磁超声波双波换能器检测各向同性材料杨氏模量和泊松系数时同时激发出横波信号和纵波信号的增益放大图；
图6为实施例1电磁超声波双波换能器检测螺栓拉力时同时产生的纵波信号和横波信号；
图7为实施例1电磁超声波双波换能器检测螺栓拉力时同时产生的横波声时和纵波声时之比与螺栓所受拉力成一一对应的关系；
图8为实施例2电磁超声波双波换能器检测各向同性材料杨氏模量和泊松系数时同时激发出横波信号和纵波信号的增益放大图；
其中：
1、外壳；1-1、壳体；1-2、耐磨片；
2、第一永磁体；
3、第二永磁体；
4、线圈；
5、屏蔽层；
6、导线；
7、电源和信号插头；
8、磁路闭合件；
9、不导电不导磁衬套材料；
10、不导电材料；
11、不导电不导磁材料；
12、第三永磁体；
13、第四永磁体。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
参见图1，为本发明实施例的结构示意图，提供一种电磁超声波双波换能器，其包括外壳1、及设置在外壳1内的永磁体组件、线圈4、屏蔽层5 和导线6。
永磁体组件包括圆柱状的第一永磁体2、及套设在第一永磁体2上的第二永磁体3，第二永磁体3呈圆环状，第一永磁体2和第二永磁体3的充磁方向均垂直外壳底部且它们的磁场方向相反，第一永磁体2与第二永磁体3 之间为不导电不导磁衬套材料9，第一永磁体2与第二永磁体3的上端面齐平且经磁路闭合件8实现磁路闭合。
线圈4固定在外壳1底部并位于第一永磁体2的下方，屏蔽层5设置在第一永磁体2下端和线圈4之间、第二永磁体3的下方，导线6一端连接至线圈4且另一端连接至电源和信号插头7。
本例中，磁路闭合件8为厚度大于3mm的低碳钢或者铁氧体。不导电不导磁衬套材料9采用塑料、橡胶或者高分子材料，比如电木材料。
第二永磁体3的内径比第一永磁体2的外径大1～15mm，线圈4呈螺旋状，且其外径大于或等于第一永磁体2的外径且小于第二永磁体3的内径。第一永磁体2与第二永磁体3的下端面可齐平，也可具有小于3mm的高度差，即第一永磁体2的下端面位于第二永磁体3下端面的上方，或位于第二永磁体3下端面的下方。
本例中，屏蔽层5为高导电的铜片或银片，并贴付在第一永磁体2、第二永磁体3的下端。
为了进一步优化本发明的实施效果，在线圈4和屏蔽层5之间填充有不导电材料10，比如空气、树脂或者不导电的软磁材料。在永磁体组件与外壳1之间填充有不导电不导磁材料11，不导电不导磁材料11为环氧树脂。
本例中，线圈4为双层PCB板制作或者漆包线绕制。
本例中，外壳1包括壳体1-1和设置在壳体1-1下端的耐磨片1-2，耐磨片1-2采用陶瓷片或者环氧板，壳体1-1采用不锈钢、铝合金或者紫铜材料，电源和信号插头7固定在壳体1-1的上部。
参见图2-3，为实施例2的结构示意图，其它与实施例1相同，不同之处在于，永磁体组件的结构不同，线圈4的结构不同，该永磁体组件包括第三永磁体12、及与第三永磁体12并排设置并位于第三永磁体12宽度方向两侧的第四永磁体13，第四永磁体13与第三永磁体12之间为不导电不导磁衬套材料9。
本例中，第三永磁体12与第四永磁体13的横截面呈长方形，线圈4 呈蝶型。
实施中，第一永磁体2、第二永磁体3、第三永磁体12和第四永磁体 13均为钕铁硼材料。
电磁超声波换能器可以在低碳钢、铝合金等导电或者导磁工件近表面同时激发出垂直向下传播的超声横波和超声纵波，该电磁超声波换能器激发的纵波的幅度在与配套仪器的测试中最高可以达到横波的20％到30％之间。而通常的电磁超声波换能器几乎不能够激发出纵波。
例如，采用实施例1的电磁超声波双波换能器检测各向同性金属材料的杨氏模量与泊松系数。
在各向同性材料中，弹性模量E和泊松系数υ与纵波C1和横波Cs的速度关系为：
式中T≡C1/Cs，ρ为密度，对20#碳钢取7.87×103kg/m3。
所以只要能检测出材料纵波速度、横波速度以及密度就可以推算出材料的杨氏模量和泊松系数。
以苏州博昇科技有限公司生产的手持式大功率超声检测仪器 PREMAT-HS200作为电磁超声收发仪，配备本发明所述的电磁超声波双波换能器。检测工件选择《JB/T 4730-2005》CSK-II A标准试样，材料为20# 钢，工件为长方体，几何尺寸标称长、宽和高分别为300mm、60mm和40mm。电磁超声换能器放置在检测工件上表面的中间位置，距离工件左边沿170mm，上边沿35mm宽。测试频率为4MHz，激励电压1200Vpp，显示延时10μs，采样时间80μs，采样速度100MS/s，重复频率为200Hz。自动增益的测试数据见图4。在图4基础上进一步增大增益得到图5。图5中多次周期性的回波以及模式转换波都被标注出来，可见，本发明电磁超声波双波换能器是在工件表面同时激发出纵波(一次回波为LL)和横波(一次回波为 SS)。
由公式(1)和(2)以及表一中的数据计算有：
E＝2.1226×1011Pa (3)
ν＝0.285 (4)
该数据与试样标称值非常接近。
表一：工件表面激发出的纵波和横波飞行时间
本发明的换能器可以用作螺栓拉力的精确检测。根据公开文献5 (Yuping Shen，G.B.Ma，C.Ma，X.X.Zhu and J.H.Zhao，”Bolt stress inspection by EMAT and PZT”，15th Asia Pacific Conference for Non-Destructive Testing，Singapore)，螺栓拉力σ可以表达为
式中γ是螺栓夹持长度比，也就是螺栓受拉力的长度与总长度的比值； E是杨氏模量；α是横波的声弹性系数；β是纵波的声弹性系数；Cs0和Cl0是在没有拉力时的横波和纵波速度；TOFs是螺栓横波飞行时间；TOFl是螺栓纵波飞行时间。对于材料参数标定过的螺栓，只要能精确地测出TOFs和 TOFl就可以推算出螺栓受到的拉应力。本发明所用的换能器可以同时在螺栓检测端面激发出纵波和横波。图6所示是用本发明电磁超声双波换能器在一根直径42mm的螺栓端面同时激发出纵波(LL)和横波(SS)信号。这样可以同时精确地检测出TOFs和TOFl数值。图7是用液压螺栓拉力机对图6使用的42mm标称直径螺栓标定的过程中TOFs与TOFl之比与螺栓所加拉应力的原始数据。由图7可知，两者的对应关系是比较平滑的一一对应的单调函数，对应的螺栓拉应力误差范围比较小。专业的数据处理方法也可以应用于处理图7所示的一一对应单调函数、使得螺栓拉应力检测的精度更高。
例如，采用实施例2的电磁超声波双波换能器检测各向同性金属材料的杨氏模量与泊松系数。
选用与实施例1相同的工件和检测参数之后，与实施例1图5对应的实施例2为图8。图8中在工件表面与横波同时产生的纵波幅值大约为实施例 1的三分之一，但是最终杨氏模量与泊松系数的检测结果与实施例1相差不大。另外，实施例2的电磁超声波双波换能器是有方向性的，对有规则织构的材料比如冷轧钢板或者铝板在各方向上的纵波横波声速的检测非常有优势。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.电磁超声波双波换能器，其特征在于：包括外壳(1)、及设置在所述外壳(1)内的永磁体组件、线圈(4)、屏蔽层(5)和导线(6)；
所述永磁体组件包括第一永磁体(2)、及套设在所述第一永磁体(2)上的第二永磁体(3)，所述第一永磁体(2)与所述第二永磁体(3)的充磁方向均垂直所述外壳(1)底部且它们的磁场方向相反，所述第一永磁体(2)和所述第二永磁体(3)之间是不导电不导磁衬套材料(9)，所述第一永磁体(2)、第二永磁体(3)上端面经磁路闭合件(8)实现磁路闭合；
所述线圈(4)固定在所述外壳(1)底部并位于所述第一永磁体(2)的下方，所述屏蔽层(5)设置在所述第一永磁体(2)下端与所述线圈(4)之间、以及第二永磁体(3)的下方，所述导线(6)一端连接至所述线圈(4)且另一端连接至电源和信号插头(7)。
2.根据权利要求1所述的电磁超声波双波换能器，其特征在于：所述第一永磁体(2)呈圆柱形，所述第二永磁体(3)呈圆环状。
3.根据权利要求2所述的电磁超声波双波换能器，其特征在于：所述第二永磁体(3)的内径比所述第一永磁体(2)的外径大1～15mm。
4.根据权利要求2所述的电磁超声波双波换能器，其特征在于：所述第一永磁体(2)与所述第二永磁体(3)的下端面之间具有-3mm～3mm的高度差。
5.根据权利要求2所述的电磁超声波双波换能器，其特征在于：所述线圈(4)呈螺旋状，所述线圈(4)的外径大于或等于所述第一永磁体(2)的外径且小于所述第二永磁体(3)的内径。
6.电磁超声波双波换能器，其特征在于：包括外壳(1)、及设置在所述外壳(1)内的永磁体组件、线圈(4)、屏蔽层(5)、及导线(6)，所述线圈(4)固定在所述外壳(1)底部并位于所述永磁体组件的下方，所述屏蔽层(5)设置在所述永磁体组件与所述线圈(4)之间，所述导线(6)一端连接至所述线圈(4)且另一端连接至电源和信号插头(7)，所述永磁体组件包括第三永磁体(12)、及与所述第三永磁体(12)并排设置且分别位于所述第三永磁体(12)宽度方向两侧的第四永磁体(13)，所述第四永磁体(13)与所述第三永磁体(12)由不导电不导磁衬套材料(9)间隔，所述第三永磁体(12)、第四永磁体(13)上端面经磁路闭合件(8)实现磁路闭合。
7.根据权利要求6所述的电磁超声波双波换能器，其特征在于：所述第三永磁体(12)与所述第四永磁体(13)的横截面呈长方形。
8.根据权利要求6所述的电磁超声波双波换能器，其特征在于：所述线圈(4)呈蝶型。
9.根据权利要求1或6所述的电磁超声波双波换能器，其特征在于：所述线圈(4)与所述屏蔽层(5)之间填充有不导电材料(10)，所述永磁体组件与所述外壳(1)之间填充有不导电不导磁材料(11)。
10.根据权利要求1或6所述的电磁超声波双波换能器，其特征在于：所述外壳(1)包括壳体(1-1)和设置在所述壳体(1-1)下端的耐磨片(1-2)。
CN201810893704.4A 2018-08-08 2018-08-08 电磁超声波双波换能器 Active CN108917805B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810893704.4A CN108917805B (zh) 2018-08-08 2018-08-08 电磁超声波双波换能器
US17/266,127 US11959817B2 (en) 2018-08-08 2018-10-26 Electromagnetic ultrasonic double-wave transducer
PCT/CN2018/112179 WO2020029435A1 (zh) 2018-08-08 2018-10-26 电磁超声波双波换能器
EP18929244.4A EP3835780A4 (en) 2018-08-08 2018-10-26 ELECTROMAGNETIC ULTRASONIC DOUBLE WAVE TRANSDUCER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810893704.4A CN108917805B (zh) 2018-08-08 2018-08-08 电磁超声波双波换能器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108917805A CN108917805A (zh) 2018-11-30
CN108917805B true CN108917805B (zh) 2019-11-26

Family

ID=64397383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810893704.4A Active CN108917805B (zh) 2018-08-08 2018-08-08 电磁超声波双波换能器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11959817B2 (zh)
EP (1) EP3835780A4 (zh)
CN (1) CN108917805B (zh)
WO (1) WO2020029435A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112033597B (zh) * 2020-08-25 2022-05-10 苏州博昇科技有限公司 高强螺栓轴力超声双波快速校准检测方法
CN113310805B (zh) * 2021-05-28 2023-01-17 湖北工业大学 一种带有新型电磁超声纵波换能器的轴向应力测量装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000146923A (ja) * 1998-11-05 2000-05-26 Nkk Corp 鋼材の超音波計測法
JP2010025812A (ja) * 2008-07-22 2010-02-04 Japan Atomic Energy Agency 電磁超音波探触子を用いたハイブリット計測装置およびこれを用いた検査方法
JP2014102157A (ja) * 2012-11-20 2014-06-05 Toshiba Corp 電磁超音波発振子、材料劣化診断装置、及び材料劣化診断方法
CN104820024A (zh) * 2015-04-27 2015-08-05 北京工业大学 一种全向型A0模态Lamb波电磁声传感器
CN204854670U (zh) * 2015-06-03 2015-12-09 衡阳镭目科技有限责任公司 一种电磁超声传感器及管道壁厚检测系统
CN105675728A (zh) * 2016-02-03 2016-06-15 中国特种设备检测研究院 超高温电磁超声传感器及其获取方法
CN107064311A (zh) * 2017-06-05 2017-08-18 哈尔滨工业大学 一种全向型a0模态兰姆波电磁超声换能器
CN107206424A (zh) * 2014-10-29 2017-09-26 永感有限公司 电磁声学传感器
CN108375433A (zh) * 2018-02-28 2018-08-07 北京金风慧能技术有限公司 基于电磁超声技术检测螺栓的轴力的方法和设备

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4063157A (en) * 1976-01-26 1977-12-13 Magnaflux Corporation Magnetic testing device for internal surfaces of pipe using a magnetizing means and expandable magnetizable material within the pipe
US4296486A (en) * 1980-01-24 1981-10-20 Rockwell International Corporation Shielded electromagnetic acoustic transducers
US4395913A (en) * 1981-07-31 1983-08-02 Rockwell International Corporation Broadband electromagnetic acoustic transducers
DE3834248A1 (de) * 1988-10-05 1990-04-12 Mannesmann Ag Elektrodynamischer wandlerkopf
DE4016740C1 (zh) * 1990-05-21 1991-07-04 Mannesmann Ag, 4000 Duesseldorf, De
DE4035592C1 (zh) * 1990-11-06 1992-04-16 Mannesmann Ag, 4000 Duesseldorf, De
US5277751A (en) * 1992-06-18 1994-01-11 Ogle John S Method and apparatus for producing low pressure planar plasma using a coil with its axis parallel to the surface of a coupling window
US5689070A (en) * 1995-07-24 1997-11-18 The Babcock & Wilcox Company High temperature electromagnetic acoustic transducer (EMAT) probe and coil assemblies
US5608164A (en) * 1995-07-27 1997-03-04 The Babcock & Wilcox Company Electromagnetic acoustic transducer (EMAT) for ultrasonic inspection of liquids in containers
US5811682A (en) * 1995-12-13 1998-09-22 Ebara Corporation Electromagnetic acoustic transducer EMAT and inspection system with EMAR
US6109108A (en) * 1995-12-13 2000-08-29 Ebara Corporation Electromagnetic acoustic transducer EMAT and inspection system with EMAR
US5900793A (en) * 1997-07-23 1999-05-04 Odin Technologies Ltd Permanent magnet assemblies for use in medical applications
US6125706A (en) * 1997-07-25 2000-10-03 Buttram; Jonathan D. High temperature electromagnetic acoustic transducer
DE10192587D2 (de) * 2000-07-07 2003-01-16 Fraunhofer Ges Forschung Elektromagnetischer Ultraschallwandler
US20030011451A1 (en) * 2000-08-22 2003-01-16 Ehud Katznelson Permanent magnet assemblies for use in medical applications
JP4083382B2 (ja) * 2000-12-11 2008-04-30 日本核燃料開発株式会社 核燃料集合体用部材の水素濃度測定方法
US7697375B2 (en) * 2004-03-17 2010-04-13 Baker Hughes Incorporated Combined electro-magnetic acoustic transducer
DE102004053584B4 (de) * 2004-11-05 2006-08-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Materialprüfung und/oder Dickenmessung an einem wenigstens elektrisch leitende und ferromagnetische Materialanteile aufweisenden Prüfobjekt
US7726193B2 (en) * 2007-09-27 2010-06-01 Baker Hughes Incorporated Electromagnetic acoustic transducer with cross-talk elimination
US8037765B2 (en) * 2007-11-01 2011-10-18 Baker Hughes Incorporated Electromagnetic acoustic transducer using magnetic shielding
DE102008054250A1 (de) * 2008-10-24 2010-04-29 Institut Dr. Foerster Gmbh & Co. Kg Elektromagnetisch-akustischer Messwandler und Ultraschall-Prüfsystem damit
DE102010023028A1 (de) * 2010-06-08 2011-12-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. EMUS-Wandlersystem sowie ein Verfahren zur Erzeugung linear polarisierter Transversalwellen mit variabel vorgebbarer Polarisationsrichtung innerhalb eines Prüfkörpers
US20120103097A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Borja Lopez Jauregui Flexible EMAT Arrays for Monitoring Corrosion and Defect Propagation in Metal Components and Structures
US8511165B2 (en) 2011-03-24 2013-08-20 Borja Lopez Jauregui Electromagnetic acoustic transducer (EMAT) combined with piezoelectric transducer (PZT) for dual mode ultrasonic inspection
WO2015001097A1 (en) * 2013-07-05 2015-01-08 Torque And More (Tam) Gmbh Solid borne sound wave phase delay comparison
DE102013109331A1 (de) * 2013-08-28 2015-03-05 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung oder Überwachung einer Prozessgröße der Automatisierungstechnik
CN105258659B (zh) * 2015-11-10 2018-04-17 中国特种设备检测研究院 植入式管道腐蚀在线监测电磁超声传感器
US10408796B2 (en) * 2016-04-14 2019-09-10 Quest Integrated, Llc Combined electromagnetic acoustic transducer (EMAT) and electro permanent magnets (EPMS) for bias field control
CN105975728A (zh) 2016-05-31 2016-09-28 济南大学 一种基于deform的切削仿真模型应变率验证方法
US10436018B2 (en) * 2016-10-07 2019-10-08 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Downhole electromagnetic acoustic transducer sensors
CN107064289B (zh) * 2017-01-18 2024-03-29 中特检科技发展(北京)有限公司 多模式电磁超声与漏磁检测的方法、装置和系统及传感器
FR3066593B1 (fr) * 2017-05-17 2019-07-12 Centre Technique Des Industries Mecaniques Dispositif de controle de serrage par ultrasons et procede mettant en oeuvre le dispositif
JP6875933B2 (ja) * 2017-06-09 2021-05-26 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 センサシステム
US10502714B2 (en) * 2017-09-28 2019-12-10 Ulc Robotics, Inc. Electro-magnetic acoustic transducer (EMAT) for both lamb and shear horizontal wave transduction
US11442042B2 (en) * 2018-06-27 2022-09-13 Olympus Scientific Solutions Americas Corp. Flexible ceramic coil circuit for high temperature non-destructive inspection
US20200393417A1 (en) * 2019-06-12 2020-12-17 Borja Lopez Jauregui Normal beam emat on components with a bonded magnetostrictive layer
CN110873855B (zh) * 2020-01-20 2020-04-21 华中科技大学 一种基于磁通压缩的脉冲磁体装置及高通量测量方法
US11561205B2 (en) * 2020-04-30 2023-01-24 Ulc Technologies, Llc Electro-magnetic acoustic transducer (EMAT) having electromagnet array for generating configurable bias magnetic field patterns

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000146923A (ja) * 1998-11-05 2000-05-26 Nkk Corp 鋼材の超音波計測法
JP2010025812A (ja) * 2008-07-22 2010-02-04 Japan Atomic Energy Agency 電磁超音波探触子を用いたハイブリット計測装置およびこれを用いた検査方法
JP2014102157A (ja) * 2012-11-20 2014-06-05 Toshiba Corp 電磁超音波発振子、材料劣化診断装置、及び材料劣化診断方法
CN107206424A (zh) * 2014-10-29 2017-09-26 永感有限公司 电磁声学传感器
CN104820024A (zh) * 2015-04-27 2015-08-05 北京工业大学 一种全向型A0模态Lamb波电磁声传感器
CN204854670U (zh) * 2015-06-03 2015-12-09 衡阳镭目科技有限责任公司 一种电磁超声传感器及管道壁厚检测系统
CN105675728A (zh) * 2016-02-03 2016-06-15 中国特种设备检测研究院 超高温电磁超声传感器及其获取方法
CN107064311A (zh) * 2017-06-05 2017-08-18 哈尔滨工业大学 一种全向型a0模态兰姆波电磁超声换能器
CN108375433A (zh) * 2018-02-28 2018-08-07 北京金风慧能技术有限公司 基于电磁超声技术检测螺栓的轴力的方法和设备

Also Published As

Publication number Publication date
US20210293639A1 (en) 2021-09-23
CN108917805A (zh) 2018-11-30
EP3835780A1 (en) 2021-06-16
US11959817B2 (en) 2024-04-16
EP3835780A4 (en) 2022-07-20
WO2020029435A1 (zh) 2020-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101713642B (zh) 一种电磁超声探头
CN101398298B (zh) 电磁超声测厚方法
CN107790363B (zh) 阵列式多角度螺旋类sh导波电磁超声换能器
US7546770B2 (en) Electromagnetic acoustic transducer
US20070074572A1 (en) Electromagnetic acoustic transducers for use in ultrasound inspection systems
KR100561215B1 (ko) 탄성 초음파를 발생 및 측정할 수 있는 자기변형트랜스듀서와 이를 이용한 구조진단 장치
CN101701810B (zh) 一种可降低磁铁回波的电磁超声换能器
KR101328063B1 (ko) 수평전단 체적파 변환용 자기변형 위상배열 트랜스듀서
CN112050981B (zh) 一种结构一体式电磁超声横纵波应力测量方法
CN108917805B (zh) 电磁超声波双波换能器
CN104028445A (zh) 基于一发一收法的全向性Lamb 波单体磁致伸缩传感器
CN109946379A (zh) 一种单向应力的电磁超声检测方法
CN109060206A (zh) 一种铁磁性材料应力测量装置和方法
CN102706966B (zh) 水平剪切电磁超声探头
CN110487908B (zh) 一种基于阵列磁铁电磁超声的弹性常数测量方法
CN108426948A (zh) 一种激发单一模态Lamb波的电磁超声换能器及其工作方法
CN103837605A (zh) 一种全向性的兰姆波磁致伸缩传感器
CN113866265A (zh) 一种电磁铁式横波电磁声换能器
Liang et al. Enhancing the lift-off performance of EMATs by applying an Fe 3 O 4 coating to a test specimen
US20200393417A1 (en) Normal beam emat on components with a bonded magnetostrictive layer
US12078614B2 (en) Ultrasound probe
US7395715B2 (en) Electromagnetic ultrasound probe
KR101328062B1 (ko) 전방향 수평전단 체적파 변환용 선접촉 자기변형 트랜스듀서
US20230228717A1 (en) Method for non-destructively testing objects, in particular planar objects, made of a fibre-reinforced composite material
Li et al. Measurement of Elastic Constants Using HalbachArray Enhanced EMAT

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: Room 906, building B, Wusongjiang business district, No. 169 Changhong North Road, Luzhi Town, Suzhou, Jiangsu Province

Patentee after: SUZHOU PHASERISE TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 215123 4th Floor, Building A, 188 Xincheng Road, Dushu Lake Science and Education Innovation Zone, Suzhou Industrial Park, Jiangsu Province

Patentee before: SUZHOU PHASERISE TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CP02 Change in the address of a patent holder