CN212843455U - 高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置，通过导磁杆将磁场聚集在高温金属件上表面，在导磁杆下方放置两个线圈。同时在两个金属线圈施加两个频率差异较大的激励信号，从而形成两束不同频率的超声波，两束超声波在传播过程中，遇到异质界面(被测金属体上表面)，则会发生混频现象。假设两个线圈的激发频率分别为a和b，则在异质界面会叠加出(a+b)/2频率的超声波。通过对接收信号进行小波变换处理，则可以通过频谱分析，计算出混频点的时间，从而计算出被测金属体的厚度。其中，超声波检测仪检测的超声波信号通过放大、滤波和模数转换后传输至数据处理装置；然后依次传输至数据通信装置和数据显示装置。
Description
技术领域
本实用新型属于金属体厚度测量技术领域，具体涉及高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置。
背景技术
现有技术中虽然可以使用导磁杆将外界磁场聚磁在高温金属体上表面，但导磁材料在高温下的导磁性能会急剧下降，导致聚磁在高温金属体上表面的磁场比较微弱，形成的超声波也很微弱(但如果不用导磁杆，则会完全没有磁场)。而传统的电磁超声测量金属厚度是通过超声波的幅值信号进行厚度测量的，即如图1所示，通过信号的幅值判断出发射信号和回波信号，再利用信号间的时间差，即可得出被测金属体的厚度。
但是，如果外加磁场很微弱，再加上高温下金属体的热噪声很强，会导致接收信号的很杂乱，无法利用信号幅值判断出发生信号和回波信号，如图2所示。
因此,现阶段需设计一种高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置来解决以上问题。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置，用于解决上述现有技术中存在的技术问题；如：虽然可以使用导磁杆将外界磁场聚磁在高温金属体上表面，但导磁材料在高温下的导磁性能会急剧下降，导致聚磁在高温金属体上表面的磁场比较微弱，形成的超声波也很微弱(但如果不用导磁杆，则会完全没有磁场)。而传统的电磁超声测量金属厚度是通过超声波的幅值信号进行厚度测量的，通过信号的幅值判断出发射信号和回波信号，再利用信号间的时间差，即可得出被测金属体的厚度。但是，如果外加磁场很微弱，再加上高温下金属体的热噪声很强，会导致接收信号的很杂乱，无法利用信号幅值判断出发生信号和回波信号。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置，包括磁体、导磁杆、第一线圈、第二线圈、超声波检测仪、信号放大装置、信号滤波装置、模数转换装置、数据处理装置、数据通信装置和数据显示装置；
所述磁体设置于所述导磁杆顶部；
所述第一线圈和所述第二线圈均水平设置于所述导磁杆底部；
所述第一线圈和所述第二线圈平放与被测金属体上端面；
所述超声波检测仪用于检测所述被测金属体上端面的超声波信号；
所述超声波检测仪、信号放大装置、信号滤波装置、模数转换装置、数据处理装置依次连接；
所述数据处理装置还分别与所述数据通信装置和所述数据显示装置连接；
所述第一线圈的激励信号频率与所述第二线圈的激励信号频率不同；
所述磁铁置于常温环境中。
进一步的，所述导磁杆为上大下小的柱状结构。
进一步的，所述导磁杆由若干高导磁性材料加工的金属薄片通过高温胶层层粘接而成。
进一步的，所述被测金属体的环境温度不超过600℃。
进一步的，所述被测金属体的环境温度为600℃。
进一步的，所述数据通信装置为无线通信装置，所述数据处理装置通过所述无线通信装置与远程监测中心网络连接。
进一步的，还包括数据存储装置，所述数据存储装置与所述数据处理装置连接。
进一步的，还包括散热装置，所述散热装置与所述数据处理装置连接。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：
本方案的一个创新点在于，通过导磁杆将磁场聚集在高温金属件上表面，在导磁杆下方放置两个线圈。同时在两个金属线圈施加两个频率差异较大的激励信号，从而形成两束不同频率的超声波，两束超声波在传播过程中，遇到异质界面(被测金属体下表面)，则会发生混频现象。假设两个线圈的激发频率分别为a和b，则在异质界面会叠加出(a+b)/2频率的超声波。通过对接收信号进行小波变换处理，则可以通过频谱分析，计算出混频点的时间，从而计算出被测金属体的厚度。其中，超声波检测仪检测的超声波信号通过放大、滤波和模数转换后传输至数据处理装置；然后依次传输至数据通信装置和数据显示装置。
本方案的一个创新点在于，导磁杆由若干高导磁性材料加工的金属薄片，通过高温胶粘接而成。该粘接工艺需保证相邻金属薄片之间必须绝缘。如果导磁杆为一个完整的金属体，则线圈中施加交变激励信号时，也会在导磁杆底部形成感应涡流，在磁场的作用下也会形成超声波，进而被线圈所接收，形成干扰信号。所以为了避免在导磁杆内形成涡流，必须采用片状结构粘接，同时保证粘接的绝缘性。
附图说明
图1是本实用新型现有技术的常温下电磁超声测量数据示意图。
图2是本实用新型现有技术的高温下电磁超声测量数据示意图。
图3是本实用新型具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本实用新型的附图1-3，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例：
现有技术中，虽然可以使用导磁杆将外界磁场聚磁在高温金属体上表面，但导磁材料在高温下的导磁性能会急剧下降，导致聚磁在高温金属体上表面的磁场比较微弱，形成的超声波也很微弱(但如果不用导磁杆，则会完全没有磁场)。而传统的电磁超声测量金属厚度是通过超声波的幅值信号进行厚度测量的，通过信号的幅值判断出发射信号和回波信号，再利用信号间的时间差，即可得出被测金属体的厚度。但是，如果外加磁场很微弱，再加上高温下金属体的热噪声很强，会导致接收信号的很杂乱，无法利用信号幅值判断出发生信号和回波信号。
如图3所示，因此，提出一种高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置，包括磁体、导磁杆、第一线圈、第二线圈、超声波检测仪、信号放大装置、信号滤波装置、模数转换装置、数据处理装置、数据通信装置和数据显示装置；
所述磁体设置于所述导磁杆顶部；
所述第一线圈和所述第二线圈均水平设置于所述导磁杆底部；
所述第一线圈和所述第二线圈平放与被测金属体上端面；
所述超声波检测仪用于检测所述被测金属体上端面的超声波信号；
所述超声波检测仪、信号放大装置、信号滤波装置、模数转换装置、数据处理装置依次连接；
所述数据处理装置还分别与所述数据通信装置和所述数据显示装置连接；
所述第一线圈的激励信号频率与所述第二线圈的激励信号频率不同；
所述磁铁置于常温环境中。
上述方案中，由于磁铁在高温下会失效，因此要置于常温区域；通过导磁杆将磁场聚集在高温金属件上表面，在导磁杆下方放置两个线圈。同时在两个金属线圈施加两个频率差异较大的激励信号，从而形成两束不同频率的超声波，两束超声波在传播过程中，遇到异质界面(被测金属体下表面)，则会发生混频现象。假设两个线圈的激发频率分别为a和b，则在异质界面会叠加出(a+b)/2频率的超声波。通过对接收信号进行小波变换处理，则可以通过频谱分析，计算出混频点的时间，从而计算出被测金属体的厚度。其中，超声波检测仪检测的超声波信号通过放大、滤波和模数转换后传输至数据处理装置；然后依次传输至数据通信装置和数据显示装置。
进一步的，所述导磁杆为上大下小的柱状结构。
进一步的，所述导磁杆由若干高导磁性材料加工的金属薄片通过高温胶层层粘接而成。
上述方案中，导磁杆由若干高导磁性材料加工的金属薄片，通过高温胶粘接而成。该粘接工艺需保证相邻金属薄片之间必须绝缘。如果导磁杆为一个完整的金属体，则线圈中施加交变激励信号时，也会在导磁杆底部形成感应涡流，在磁场的作用下也会形成超声波，进而被线圈所接收，形成干扰信号。所以为了避免在导磁杆内形成涡流，必须采用片状结构粘接，同时保证粘接的绝缘性。
进一步的，所述被测金属体的环境温度不超过600℃。
进一步的，所述被测金属体的环境温度为600℃。
上述方案中，传统的电磁超声测量只能在120℃进行长期测量，而本方案可以在300℃-600℃环境下进行长期测量。
进一步的，所述数据通信装置为无线通信装置，所述数据处理装置通过所述无线通信装置与远程监测中心网络连接。
上述方案中，通过无线通信装置建立数据处理装置与远程监测中心之间的网络桥梁；完成被测金属体的在线远程实时测量。
进一步的，还包括数据存储装置，所述数据存储装置与所述数据处理装置连接。
上述方案中，超声波检测仪检测的超声波信号被实时存储在数据存储装置中。
进一步的，还包括散热装置，所述散热装置与所述数据处理装置连接。
上述方案中，通过散热装置对测量环境进行散热，可有效提高测量精度和测量设备的寿命。
以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置，其特征在于，包括磁体、导磁杆、第一线圈、第二线圈、超声波检测仪、信号放大装置、信号滤波装置、模数转换装置、数据处理装置、数据通信装置和数据显示装置；
所述磁体设置于所述导磁杆顶部；
所述第一线圈和所述第二线圈均水平设置于所述导磁杆底部；
所述第一线圈和所述第二线圈平放与被测金属体上端面；
所述超声波检测仪用于检测所述被测金属体上端面的超声波信号；
所述超声波检测仪、信号放大装置、信号滤波装置、模数转换装置、数据处理装置依次连接；
所述数据处理装置还分别与所述数据通信装置和所述数据显示装置连接；
所述第一线圈的激励信号频率与所述第二线圈的激励信号频率不同；
所述磁体置于常温环境中。
2.如权利要求1所述的高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置，其特征在于，所述导磁杆为上大下小的柱状结构。
3.如权利要求2所述的高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置，其特征在于，所述导磁杆由若干高导磁性材料加工的金属薄片通过高温胶层层粘接而成。
4.如权利要求1所述的高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置，其特征在于，所述被测金属体的环境温度不超过600℃。
5.如权利要求4所述的高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置，其特征在于，所述被测金属体的环境温度为600℃。
6.如权利要求1-5任一项所述的高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置，其特征在于，所述数据通信装置为无线通信装置，所述数据处理装置通过所述无线通信装置与远程监测中心网络连接。
7.如权利要求1-5任一项所述的高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置，其特征在于，还包括数据存储装置，所述数据存储装置与所述数据处理装置连接。
8.如权利要求1-5任一项所述的高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置，其特征在于，还包括散热装置，所述散热装置与所述数据处理装置连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021827889.8U CN212843455U (zh) | 2020-08-27 | 2020-08-27 | 高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202021827889.8U CN212843455U (zh) | 2020-08-27 | 2020-08-27 | 高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212843455U true CN212843455U (zh) | 2021-03-30 |
Family
ID=75141728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202021827889.8U Active CN212843455U (zh) | 2020-08-27 | 2020-08-27 | 高温电磁超声波金属体厚度在线监测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212843455U (zh) |
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2020
- 2020-08-27 CN CN202021827889.8U patent/CN212843455U/zh active Active
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