[发明专利]电磁超声换能器及包括该换能器的在线探伤系统

说明书

技术领域

本发明涉及无损探伤技术领域，具体而言，涉及一种电磁超声换能器及包括该换能器的在线探伤系统。

背景技术

在无损探伤领域，常用压电超声和电磁超声来探测金属材料如钢板的分层、缩松、孔洞、夹杂、气泡、内裂等缺陷来满足日益增长对船板钢、高压容器钢等高品质钢的市场需求。压电式超声波探伤装置在使用过程中存在可探伤钢板温度范围窄、需消耗大量耦合纯净水或其它耦合剂、易受干扰而出现误判等问题而逐渐被电磁超声探伤装置取代。电磁超声探伤装置不使用耦合剂，不需要与被探测物体接触，可以对运动着的物体，表面粗糙、有锈垢和油漆层的物体直接进行检测而不受干扰，探测精度高。

RU2298180公开了使用多个电磁超声换能器来在线探测钢板的缺陷，每个电磁超声换能器都有一个独立且垂直移动的气缸来驱动电磁超声换能器垂直升降，采用这种结构可以选择性地使电磁超声换能器投入运行或不投入运行以满足不同被探钢板的尺寸或是不同的探测面域。WO2007/013836A1公开了压缩空气穿过电磁超声换能器使其与被探钢板之间形成一层空气垫，当钢板往上跳动时，电磁超声换能器与钢板之间的距离缩短，气垫层减小，压力增大进而驱动电磁超声换能器自动跟随钢板上升。这种结构在使用过程中，在电磁超声换能器从等待位到达工作位的瞬间，电磁超声换能器与钢板发生碰撞容易造成探测表面的磨损，并且，用于形成空气垫的压缩空气会因为压缩空气管路的部分堵塞或其它原因使压缩空气的流量减少，压力不够，电磁超声换能器不平衡使其与钢板接触并磨损该探测底面。而且上述系统需要庞大的供气系统，其结构非常复杂。

发明内容

本发明旨在提供一种电磁超声换能器及包括该换能器的在线探伤系统，以解决现有技术中探测底面易与被探测物碰撞而磨损的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电磁超声换能器，具有探测底面，电磁超声换能器的侧壁上连接有限位件，限位件朝向探测底面延伸地设置，限位件的底面低于探测底面，限位件的底面与探测底面的距离d的范围为0mm＜d≤1mm，限位件的底面在电磁超声换能器的工作状态下与被探测物的表面接触。

进一步地，限位件在电磁超声换能器的相应侧壁上各设置有多个。

进一步地，限位件包括跟踪轮，跟踪轮的底面为限位件的底面，跟踪轮的旋转轴线平行于探测底面。

进一步地，限位件的底面与探测底面的距离d的范围为0.2mm≤d≤0.6mm。

根据本发明的另一方面，提供了一种在线探伤系统，包括电磁超声换能器、控制电磁超声换能器升降的升降系统、控制电磁超声换能器进行探伤操作的信号发生及处理系统，电磁超声换能器为根据前面所述的电磁超声换能器。

进一步地，还包括缓冲装置，缓冲装置包括缓冲臂、滚动轮、第一弹性缓冲件和用于连接缓冲臂的缓冲臂连接组件，缓冲臂的一端铰接在电磁超声换能器的侧壁上，滚动轮可滚动地设置在缓冲臂的另一端，滚动轮的底面低于缓冲臂的底面，滚动轮的旋转中心轴平行于电磁超声换能器的与缓冲臂铰接的侧壁，第一弹性缓冲件连接在缓冲臂和缓冲臂连接组件之间，其中，滚动轮的底面具有在电磁超声换能器的非工作状态下位置低于限位件底面的状态，以及在电磁超声换能器工作状态下位置等于限位件底面的状态。

进一步地，升降系统包括机架、铰接在机架上的升降系统连接组件、一端连接升降系统连接组件另一端固定在机架上的驱动装置以及连接电磁超声换能器和升降系统连接组件的链条，其中，驱动装置驱动电磁超声换能器的升降。

进一步地，电磁超声换能器的侧壁的远离探测底面的一端与缓冲臂连接组件的靠近电磁超声换能器的一侧侧面之间连接有水平设置的第二弹性缓冲件。

进一步地，第一弹性缓冲件和/或第二弹性缓冲件为弹簧。

进一步地，机架与电磁超声换能器之间设置有与驱动装置的驱动方向平行的平衡弹性件。

本发明的电磁超声换能器及包括该换能器的在线探伤系统，通过在电磁超声换能器的侧壁上连接朝向探测底面延伸的限位件，并使得限位件的底面低于探测底面，采用这种结构当电磁超声换能器下降至被探测物表面时，限位件的底面与被探测物表面接触并支撑在被探测物上，限制了电磁超声换能器的探测底面与被探测物之间的距离，确保了电磁超声换能器的探测信噪比，提高了探伤精度，同时防止了电磁超声换能器的探测底面与被探测物表面的碰撞，防止了因碰撞而造成的对探测底面的损害。

附图说明