CN113008175A - 一种电磁超声波装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电磁超声波装置，包括探头部、外壳和水箱，探头部设置在外壳内，外壳内设置有进水道和出水道，进水道的一端延伸至外壳的上侧端面以形成壳体进水口，另一端延伸至壳体的下侧并与出水道连通，出水道远离进水道的一端延伸至壳体的上侧端面以形成壳体出水口，水箱设置在外壳的上方，水箱上设置有箱体出水口和箱体进水口，箱体出水口与壳体进水口连通，线体进水口与壳体出水口连通，箱体出水口的高度低于箱体进水口。本申请用于对高温工件的厚度进行检测，检测过程中壳体与被检测件靠近，通过电磁超声波原理对被检测件的厚度进行检测，在检测过程中无需使用其他的动力设备使冷却水在壳体内循环。

Description

一种电磁超声波装置

技术领域

本申请涉及材料检测领域，特别涉及一种电磁超声波装置。

背景技术

热轧钢板轧制过程分为粗轧和精轧两步，轧制最高温度可达到1200℃，热轧质量的好坏尤其是厚度的均匀性，将会直接影响以后冷轧的轧制质量和工艺，因此能够在加工过程中实时对钢板进行厚度检测并预警将大大提高热轧钢板的加工质量。现阶段对于加工过程中的钢板厚度测量主要是射线法测厚仪和激光测厚仪检测，射线法测厚仪是一种穿透式非接触测厚仪，根据射线被板带吸收的原理制成的，具有测量方法简单反应快的优点但是射线测厚仪对环境有污染对人体伤害大，需要防护装置，设备较为复杂。激光测厚仪是一种非接触测量测厚仪，基于三角测距原理，使用集成的三角测距传感器测量出从安装支架到物体表面的距离，进而根据之间的固定距离计算得出物体的厚度，可以同时检测高、宽、厚等多种几何量，但是测量厚度不是板材的绝对厚度，许多情况需要修正。

发明内容

本发明提出了一种电磁超声波装置，包括：探头部、外壳和水箱；

其中，所述探头部设置在所述外壳内，所述外壳内设置有进水道和出水道，所述进水道的一端延伸至所述外壳的上侧端面以形成壳体进水口，另一端延伸至所述壳体的下侧并与所述出水道连通，所述出水道远离所述进水道的一端延伸至所述壳体的上侧端面以形成壳体出水口；

所述水箱设置在所述外壳的上方，所述水箱上设置有箱体出水口和箱体进水口，所述箱体出水口与所述壳体进水口连通，所述箱体进水口与所述壳体出水口连通，所述箱体出水口的高度低于所述箱体进水口。

进一步的，所述进水道环绕所述探头部设置，所述出水道也环绕所述探头部设置。

进一步的，所述壳体进水口和壳体出水口设置有多个，多个所述壳体进水口绕所述探头部均匀设置，多个所述壳体出水口也绕所述探头部均匀设置。

进一步的，所述外壳包括隔热壳体和水冷壳体，所述水冷壳体将所述探头部套装在内，且所述水冷壳体与所述探头部之间具有间隙以形成所述出水道，所述隔热壳体将所述水冷壳体套装在内，且所述隔热壳体与所述水冷壳体之间具有间隙以形成所述进水道。

进一步的，所述隔热壳体包括上壳体部和下壳体部，所述上壳体部与所述下壳体部可拆卸连接。

进一步的，所述隔热壳体的材质为陶瓷纤维。

进一步的，所述水冷壳体包括水冷罩、上端盖和下端盖，所述水冷罩为筒状结构件，所述上端盖和所述下端盖可拆卸地设置在所述水冷罩的相对两端面。

进一步的，所述探头部包括探头壳、永磁体、线圈和导线，所述永磁体设置于所述探头壳内，所述线圈靠近所述外壳的下侧设置，且与所述永磁体具有间距，所述导线的一端与所述永磁体远离所述线圈的一端连接，所述导线的另一端延伸至所述壳体外。

进一步的，所述永磁体的相对两端设置有屏蔽片。

进一步的，所述箱体出水口通过进水管与所述壳体进水口连通，所述壳体出水口通过出水管与所述箱体进水口连通，所述进水管的高度低语所述出水管。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本申请中的电磁超声波探头用于对高温工件的厚度进行检测，检测过程中壳体与被检测件靠近，通过电磁超声波原理对被检测件的厚度进行检测，在此过程中水箱中的冷却水通过其自身的重力作用从箱体出水口流入，并通过壳体进水口流入到壳体的进水道，直至流入到进水道的底部并流入到出水道中，冷却水在进水道和出水道流通的过程中能够吸收被检测件传导至电磁超声波探头的热量，从而使探头部保持较低的温度，冷却水在吸收热量温度升高后因热对流效应，升温的冷却水会通过出水道的上升至壳体出水口，直至回流至水箱，在此过程中无需使用其他的动力设备使冷却水在壳体内循环。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请的一个实施例的电磁超声波探头的整体示意图；

图2是本申请的壳体的剖面示意图。

附图标记说明：100-探头部，110-永磁体，120-线圈，130-导线，200-外壳， 210-壳体进水口，220-壳体出水口，230-隔热壳体，231-上壳体部，232-下壳体部，240-水冷壳体，241-水冷罩，242-上端盖，243-下端盖，300-水箱，310-箱体进水口，320-箱体出水口，400-进水道，500-出水道。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1示意性地显示了根据本申请的一个实施例的电磁超声波装置。如图1 所示，包括探头部100、外壳200和水箱300；其中，探头部100设置在外壳200 内，探头部100通过电磁超声波原理对处于高温的被检测件的厚度进行检测。

外壳200内设置有进水道400和出水道500，进水道400的一端延伸至外壳 200的上侧端面以形成壳体进水口210，冷却水通过壳体进水口210进入到壳体内的进水道400中，进水道400的另一端延伸至壳体的下侧并与出水道500连通，出水道500远离进水道400的一端延伸至壳体的上侧端面以形成壳体出水口220，冷却水受到自身重力的作用会沿着进水道400向下流动直至进入到出水道500中，在此过程中冷却水会吸收被检测件散发至壳体的热量，通过热对流效应，吸收了热量而升温的冷却水会沿着出水道500向上流动，直至从壳体出水口220排出，从而达到了对壳体内的探头部100降温的作用，使得探头部100 处于其能够正常工作的温度下。

水箱300设置在外壳200的上方，上述的冷却水由水箱300提供，水箱300 上设置有箱体出水口320和箱体进水口310，箱体出水口320与壳体进水口210 连通，水箱300内的冷却水受其自身重力影响能够通流入到位于水箱300下侧的壳体内，箱体进水口310与壳体出水口220连通，箱体出水口320的高度低于箱体进水口310，壳体内升温的冷却水通过壳体出水口220排出后能够通过箱体进水口310进入到箱体内，从而完成了冷却水在壳体和水箱300之间循环吸收热量的过程。

本实施例中的电磁超声波探头用于对高温工件的厚度进行检测，检测过程中壳体与被检测件靠近，通过电磁超声波原理对被检测件的厚度进行检测，在此过程中水箱300中的冷却水通过其自身的重力作用从箱体出水口320流入，并通过壳体进水口210流入到壳体的进水道400，直至流入到进水道400的底部并流入到出水道500中，冷却水在进水道400和出水道500流通的过程中能够吸收被检测件传导至电磁超声波探头的热量，从而使探头部100保持较低的温度，冷却水在吸收热量温度升高后因热对流效应，升温的冷却水会通过出水道 500的上升至壳体出水口220，直至回流至水箱300，在此过程中无需使用其他的动力设备使冷却水在壳体内循环，避免其他的动力设备例如水泵产生电磁干扰以及地线和电源线串扰问题。

在一个实施例中，进水道400环绕探头部100设置，出水道500也环绕探头部100设置，这样设置能够使进水道400和出水道500内的冷却水与壳体的接触面积更大，从而使得冷却水吸收热量的效率更高。

在一个实施例中，壳体进水口210和壳体出水口220设置有多个，多个壳体进水口210绕探头部100均匀设置，多个壳体出水口220也绕探头部100均匀设置，设置多个壳体进水口210能够使冷却水进入到壳体内的单位时间内的流量更大，相应的，当设置多个壳体出水口220能够使冷却水排出壳体外的单位时间内的流量更大，从而使得探头部100的散热降温效果更好。

在一个实施例中，外壳200包括隔热壳体230和水冷壳体240，水冷壳体 240将探头部100套装在内，且水冷壳体240与探头部100之间具有间隙以形成出水道500，隔热壳体230将水冷壳体240套装在内，且隔热壳体230与水冷壳体240之间具有间隙以形成进水道400。隔热壳体230采用隔热性能好的材料制得，具体可以采用陶瓷纤维，其目的在于将外界的大部分热量隔绝在其外部，少量的热量会导入到隔热壳体230内直至探头部100，此时冷却水在进水道400 和出水道500内流动能够带走外壳200内的热量，从而达到降低探头部100的温度，使探头部100的温度始终保持在100度以下。

在一个实施例中，隔热壳体230包括上壳体部231和下壳体部232，上壳体部231与下壳体部232可拆卸连接，上壳体部231和下壳体部232上下连接，可通过螺纹连接或者卡扣连接，对此本申请不作限制。同样的，水冷壳体240 包括水冷罩241、上端盖242和下端盖243，水冷罩241为筒状结构件，上端盖242和下端盖243可拆卸地设置在水冷罩241的相对两端面，上端盖242和下端盖243与水冷罩241也可以采用螺纹或者卡扣连接，隔热壳体230和水冷壳体 240由多个部件组成能够便于探头部100的安装。

在一个实施例中，探头部100包括探头壳、永磁体110、线圈120和导线 130，永磁体110设置于探头壳内，线圈120靠近外壳200的下侧设置，且与永磁体110具有间距，导线130的一端与永磁体110远离线圈120的一端连接，导线130的另一端延伸至壳体外，在使用电磁超声波探头时，永磁体110产生一个稳定的偏置磁场，线圈120包括了激励线圈和接收线圈，可选的，线圈120 可采用具有激励和接收功能的一体式结构，线圈120通电之后在检测试件的内部产生和电流同频的涡流，并且线圈120的接收线圈部分产生电压，金属材质的检测试件中的带电粒子受洛伦兹力作用，在检测试件内部产生应力波，频率在超声波范围内的应力波即为超声波，由于此效应呈可逆性，超声波在被检测件内部传动并在接触到被检测件的边缘后返回，返回的超声波使带电粒子振动，并在在磁场的作用下会使线圈120中的接收线圈部分的两端的电压发生变化，因此可通过接收装置进行接收和方法显示。相比于传统的压电超声技术具有无需耦合剂，无需直接接触，不需要进行表面处理等特点，因而适合在高温环境中对试件进行检测，同时检测方式环保无污染，但是电磁超声传感器内部的永磁体110和线圈120的工作温度有限不能直接用于超高温的试件检测，因此需要散热冷却装置和隔热装置保证电磁超声探头1000℃以上的超高温环境中进行检测。

具体的，在检测时是将外壳200靠近线圈120的一端与被检测件靠近，因此，此处的温度相对最高，而此处也与进水道400和出水道500的连接处靠近，因此冷却水在此处温度迅速升高，因热对流效应，加热的冷却水会在出水道500 内上升直至流向水箱300，以达到热循环。

在一个实施例中，上述的永磁体110的相对两端设置有屏蔽片，屏蔽片的具体可采用铜材质制得。其目的在于防止永磁体110产生自激振荡效应。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电磁超声波装置，其特征在于，包括：探头部、外壳和水箱；

其中，所述探头部设置在所述外壳内，所述外壳内设置有进水道和出水道，所述进水道的一端延伸至所述外壳的上侧端面以形成壳体进水口，另一端延伸至所述壳体的下侧并与所述出水道连通，所述出水道远离所述进水道的一端延伸至所述壳体的上侧端面以形成壳体出水口；

所述水箱设置在所述外壳的上方，所述水箱上设置有箱体出水口和箱体进水口，所述箱体出水口与所述壳体进水口连通，所述箱体进水口与所述壳体出水口连通，所述箱体出水口的高度低于所述箱体进水口。

2.根据权利要求1所述的电磁超声波装置，其特征在于，所述进水道环绕所述探头部设置，所述出水道也环绕所述探头部设置。

3.根据权利要求1或2所述的电磁超声波装置，其特征在于，所述壳体进水口和壳体出水口设置有多个，多个所述壳体进水口绕所述探头部均匀设置，多个所述壳体出水口也绕所述探头部均匀设置。

4.根据权利要求1所述的电磁超声波装置，其特征在于，所述外壳包括隔热壳体和水冷壳体，所述水冷壳体将所述探头部套装在内，且所述水冷壳体与所述探头部之间具有间隙以形成所述出水道，所述隔热壳体将所述水冷壳体套装在内，且所述隔热壳体与所述水冷壳体之间具有间隙以形成所述进水道。

5.根据权利要求4所述的电磁超声波装置，其特征在于，所述隔热壳体包括上壳体部和下壳体部，所述上壳体部与所述下壳体部可拆卸连接。

6.根据权利要求4或5所述的电磁超声波装置，其特征在于，所述隔热壳体的材质为陶瓷纤维。

7.根据权利要求4所述的电磁超声波装置，其特征在于，所述水冷壳体包括水冷罩、上端盖和下端盖，所述水冷罩为筒状结构件，所述上端盖和所述下端盖可拆卸地设置在所述水冷罩的相对两端面。

8.根据权利要求1所述的电磁超声波装置，其特征在于，所述探头部包括探头壳、永磁体、线圈和导线，所述永磁体设置于所述探头壳内，所述线圈靠近所述外壳的下侧设置，且与所述永磁体具有间距，所述导线的一端与所述永磁体远离所述线圈的一端连接，所述导线的另一端延伸至所述壳体外。

9.根据权利要求8所述的电磁超声波装置，其特征在于，所述永磁体的相对两端设置有屏蔽片。

10.根据权利要求1所述的电磁超声波装置，其特征在于，所述箱体出水口通过进水管与所述壳体进水口连通，所述壳体出水口通过出水管与所述箱体进水口连通，所述进水管的高度低于所述出水管。

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