CN206177893U - 一种用于棒材探伤的横波直入式电磁超声换能器 - Google Patents
一种用于棒材探伤的横波直入式电磁超声换能器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于棒材探伤的横波直入式电磁超声换能器，包括换能器主壳体、金属屏蔽保护板、软磁体、非金属线圈保护板、电缆压线板、电缆压线块、电缆组件、非金属耐磨涂层；所述非金属线圈保护板上侧设有多通道电磁线圈，且与多通道电磁线圈通过胶水粘合；所述多通道电磁线圈上侧设有软磁体，且与软磁体通过胶水粘合；所述软磁体上侧设有金属屏蔽保护板，且金属屏蔽保护板通过螺丝固定在换能器主壳体上；所述换能器主壳体表面喷涂有非金属耐磨涂层。本实用新型采用PCB印制方式，减小电缆连接线，节省制作成本；采用非金属耐磨涂层，不会造成金属和金属摩擦的噪音干扰；采用软磁体接触线圈，减小线圈的涡流损耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及电磁超声换能器设备领域，具体为一种用于棒材探伤的横波直入式电磁超声换能器。
背景技术
电磁超声传感器是一种新型的超声发射接收装置。一般来说换能器置于金属表面上方时，一个通以交变电流的线圈，此线圈将产生一个交变磁场，而金属表面相当于一个整体导电回路，因此金属表面将感应出涡电流。其频率同线圈中的电流频率一致，方向与线圈电流相反，此电流在恒定磁场下将在金属表面产生交变的洛伦兹力，力的方向可以通过左手定则来判定。交变的洛伦兹力将在金属表面产生交变的应力，金属介质在交变应力的作用下将产生超声波。此应力超声波以纵波和横波在钢坯内传播。与此相反，由于此效应呈现可逆性，缺陷或底面返回声压使质点的振动在磁场作用下也会使线圈两端的电压发生变化，因此可以通过接收装置进行接收、放大、处理、显示等。
目前用于棒材探伤的换能器常见是压电超声换能器，压电换能器使用过程中存在需要耦合剂，目前常用的是纯净水做耦合剂，造成水资源损耗浪费；采用接触测量对被检测表面要求高，而且换能器易损耗寿命低；易受噪音、电磁、被测物表面氧化铁皮等杂物、探头倾角随机偏离等各种因素干扰影响；换能器壳体大多采用粘结陶瓷板工艺，耐碰撞性较差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于棒材探伤的横波直入式电磁超声换能器，它能有效的解决背景技术中存在的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于棒材探伤的横波直入式电磁超声换能器，包括换能器主壳体(1)、金属屏蔽保护板(2)、软磁体(3)、非金属线圈保护板(5)、电缆压线板(6)、电缆压线块(7)、电缆组件(8)、非金属耐磨涂层(9)；其特征在于：所述换能器主壳体(1)上侧设有非金属线圈保护板(5)，且与非金属线圈保护板(5)通过胶水粘合；所述非金属线圈保护板(5)上侧设有多通道电磁线圈(4)，且与多通道电磁线圈(4)通过胶水粘合；所述多通道电磁线圈(4)上侧设有软磁体(3)，且与软磁体(3)通过胶水粘合；所述软磁体(3)上侧设有金属屏蔽保护板(2)，且金属屏蔽保护板(2)通过螺丝固定在换能器主壳体(1)上；所述换能器主壳体(1)另一侧设有电缆组件(8)，所述电缆组件(8)上侧压有电缆压线块(7)，所述电缆压线块(7)通过螺丝固定在换能器主壳体(1)上；所述电缆压线块(7)一侧设有电缆压线板(6)，且电缆压线板(6)通过螺丝固定在换能器主壳体(1)上；所述换能器主壳体(1)表面喷涂有非金属耐磨涂层(9)。
进一步，所述多通道电磁线圈(4)由漆包线绕制而成。
进一步，所述多通道电磁线圈(4)的工作电感量在(2.5～8.0)uH之间，工作直流阻抗在(2～10)Ω之间，线圈工作频率在(2.0～7)MHZ之间。
进一步，所述电缆组件(8)的尾端设有电缆接口(10)。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该用于棒材探伤的横波直入式电磁超声换能器的多通道电磁线圈采用PCB印制方式，减小电缆连接线，节省制作成本；换能器壳体表面喷涂非金属耐磨涂层，在使用过程中不会损伤钢管和钢棒，不会造成金属和金属摩擦的噪音干扰；换能器采用软磁体接触多通道电磁线圈，既可以提高导磁性，又可以减小多通道电磁线圈的涡流损耗，提高信号灵敏度；采用类似于跑道形线圈和横波直入式的方式，可以使得信号强、转换率高、提离高度大，可以有效的检测到棒材内部的缺陷。
附图说明
图1为本实用新型的剖视图；
图2为本实用新型的立体图；
图3为本实用新型的局部放大图；
附图标记中：1-换能器主壳体；2-金属屏蔽保护板；3-软磁体；4-多通道电磁线圈；5-非金属线圈保护板；6-电缆压线板；7-电缆压线块；8-电缆组件；9-非金属耐磨涂层；10-电缆接口。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，图2和图3本实用新型提供一种技术方案：一种用于棒材探伤的横波直入式电磁超声换能器，包括换能器主壳体1、金属屏蔽保护板2、软磁体3、非金属线圈保护板5、电缆压线板6、电缆压线块7、电缆组件8、非金属耐磨涂层9；其中，换能器主壳体1上侧设有非金属线圈保护板5，且优选的与非金属线圈保护板5通过胶水粘合，非金属线圈保护板5上侧设有多通道电磁线圈4，且优选的与多通道电磁线圈4通过胶水粘合，多通道电磁线圈4上侧设有软磁体3，且优选的与软磁体3通过胶水粘合，在这里，多通道电磁线圈4在实际工作时，产生的工作电感量在(2.5～8.0)uH之间，工作直流阻抗在(2～10)Ω之间，线圈工作频率在(2.0～7)MHZ之间；多通道电磁线圈4由漆包线绕制而成；另外，软磁体3上侧设有金属屏蔽保护板2，且优选的金属屏蔽保护板2通过螺丝固定在换能器主壳体1上；另一方面，换能器主壳体1另一侧设有电缆组件8，电缆组件8上侧压有电缆压线块7，电缆压线块7通过螺丝固定在换能器主壳体1上，电缆压线块7一侧设有电缆压线板6，且优选的电缆压线板6通过螺丝固定在换能器主壳体1上，换能器主壳体1表面喷涂有非金属耐磨涂层9，在电缆组件8的尾端设有电缆接口10。
本实用新型在设计时：换能器主壳体1的底面呈弧形结构，采用外置式磁铁提供磁场，可方便组装，维护，现场使用不易吸附杂质，可检测棒材的直径范围在20-90mm，换能器主壳体1表面喷涂非金属耐磨涂层9可以保护钢管和钢棒，不会造成金属和金属之间摩擦的噪音干扰；多通道电磁线圈4在工作时惧怕信号干扰，所以这里用金属屏蔽保护板2来屏蔽干扰信号；软磁体3接触多通道电磁线圈4，既可以提高导磁性，又可以减小线圈的涡流损耗，提高信号灵敏度；多通道电磁线圈4采用PCB印制方式，减小电缆连接线，节省制作成本，多个线圈绕制在一个传感器内，做成类似于跑道结构，一圈一圈，每个线圈就是个独立的通道，形成多通道，多通道电磁线圈可以通过电产生磁场，形成洛仑兹力，再产生超声波检测，反射信号再逆向处理被接收回，形成判定信息；非金属线圈保护板5用来保护多通道电磁线圈4不受损伤；电缆压线板6用来保护电缆组件8不收损伤；电缆压线块7用来压制电缆组件8，使其固定牢靠。
在工作时，将换能器安装至特定的检测设备上，当钢棒等工件运送至检测区后，换能器自动下降至工件表面契合，并开始检测，通过激励装置产生电磁超声来检测棒材的内部缺陷。
在实际情况下，多通道电磁线圈的阻抗和电感与频率是负相关的关系，当阻抗和电感取值越大时，频率取值会越低，当阻抗和电感取值越小时，频率取值会越高。而频率的高低主要是影响检测的波长，高频波长短，适合于检测较薄的，材质晶粒较好的工件，低频波长长，适合于检测较厚，材质晶粒粗大的工件。
该用于金属棒材探伤的多通道电磁超声换能器线圈采用PCB印制方式，减小电缆连接线，节省制作成本；换能器壳体表面喷涂非金属耐磨涂层，在使用过程中不会损伤钢管和钢棒，不会造成金属和金属摩擦的噪音干扰；换能器采用软磁体接触线圈，既可以提高导磁性，又可以减小线圈的涡流损耗，提高信号灵敏度；采用横波直入式的方式可以有效的检测到棒材内部的缺陷。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种用于棒材探伤的横波直入式电磁超声换能器，包括换能器主壳体(1)、金属屏蔽保护板(2)、软磁体(3)、非金属线圈保护板(5)、电缆压线板(6)、电缆压线块(7)、电缆组件(8)、非金属耐磨涂层(9)；其特征在于：所述换能器主壳体(1)上侧设有非金属线圈保护板(5)，且与非金属线圈保护板(5)通过胶水粘合；所述非金属线圈保护板(5)上侧设有多通道电磁线圈(4)，且与多通道电磁线圈(4)通过胶水粘合；所述多通道电磁线圈(4)上侧设有软磁体(3)，且与软磁体(3)通过胶水粘合；所述软磁体(3)上侧设有金属屏蔽保护板(2)，且金属屏蔽保护板(2)通过螺丝固定在换能器主壳体(1)上；所述换能器主壳体(1)另一侧设有电缆组件(8)，所述电缆组件(8)上侧压有电缆压线块(7)，所述电缆压线块(7)通过螺丝固定在换能器主壳体(1)上；所述电缆压线块(7)一侧设有电缆压线板(6)，且电缆压线板(6)通过螺丝固定在换能器主壳体(1)上；所述换能器主壳体(1)表面喷涂有非金属耐磨涂层(9)。
2.根据权利要求1所述的一种用于棒材探伤的横波直入式电磁超声换能器，其特征在于：所述多通道电磁线圈(4)由漆包线绕制而成。
3.根据权利要求1所述的一种用于棒材探伤的横波直入式电磁超声换能器，其特征在于：所述多通道电磁线圈(4)的工作电感量在(2.5～8.0)uH之间，工作直流阻抗在(2～10)Ω之间，线圈工作频率在(2.0～7)MHZ之间。
4.根据权利要求1所述的一种用于棒材探伤的横波直入式电磁超声换能器，其特征在于：所述电缆组件(8)尾端设有电缆接口(10)。
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