[发明专利]一种单向发射电磁超声表面波换能器及采用该换能器检测金属表面缺陷方法

权利要求书

1.一种单向发射电磁超声表面波换能器，它包括永磁体(1)、一号线圈(2)和二号线圈(3)；

一号线圈(2)与二号线圈(3)上下叠加设置，且一号线圈(2)与二号线圈(3)均置于永磁体(1)正下方；

一号线圈(2)的首端与二号线圈(3)的首端之间的距离为通入该两个线圈的正弦信号波长的1/4；

其特征是：永磁体(1)的充磁方向为垂直充磁；

单向发射电磁超声表面波换能器还包括检测电路(4)和上位机(5)；

检测电路(4)包括发射电路(4-1)、控制电路(4-2)、数据采集电路(4-3)和接收电路(4-4)；

检测电路(4)的一个正弦信号输出与表面波信号接收端连接一号线圈(2)的一端，一号线圈(2)的另一端接地，检测电路(4)的另一个正弦信号输出与表面波信号接收端连接二号线圈(3)的一端，二号线圈的另一端接地，检测电路(4)的检测信号输出端连接上位机(5)的检测信号输入端；

发射电路(4-1)的控制信号输入端连接控制电路(4-2)的发射控制信号输出端，控制电路(4-2)的采集控制信号输出端连接数据采集电路(4-3)的采集控制信号输入端，接收电路(4-4)的接收信号输出端连接数据采集电路(4-3)的接收信号输入端，数据采集电路(4-3)的采集信号输出端连接上位机(5)的采集信号输入端；

所述发射电路(4-1)的一个正弦信号输出与表面波信号接收端连接一号线圈(2)的一端，发射电路的另一个正弦信号输出与表面波信号接收端连接二号线圈(3)一端。

2.根据权利要求1所述的一种单向发射电磁超声表面波换能器，其特征在于，所述一号线圈(2)与二号线圈(3)长度相同，每个线圈中相邻导线部分的间距为发射电路所发射的正弦信号的波长的1/2。

3.利用权利要求1一种单向发射电磁超声表面波换能器检测金属表面缺陷的方法，其特征是，该方法的具体步骤：

步骤一、将待测金属件置于一号线圈(2)和二号线圈(3)的下方；

步骤二、控制电路(4-2)控制发射电路(4-1)向一号线圈(2)和二号线圈(3)分别通入正弦脉冲信号，使永磁体(1)产生垂直方向的磁场；所述向一号线圈(2)和二号线圈(3)通入的正弦脉冲信号的幅度相同，相位相差90度；

步骤三、在永磁体(1)产生垂直方向的磁场的作用下，待测金属件的上表面产生沿该金属件表面传播的单向表面波；

步骤四、采用一号线圈(2)和二号线圈(3)分别接收步骤三中产生的单向表面波，并输入至接收电路(4-4)；

步骤五、采用数据采集电路(4-3)对接收电路(4-4)接收到的表面波进行采集，并发送给上位机；

步骤六、上位机(5)根据一号线圈(2)和二号线圈(3)的长度、该金属件对应的表面波传输速度和采集到表面波的时间，计算出金属件表面的缺陷位置与线圈之间的水平距离，完成金属件表面缺陷的测量。

4.根据权利要求3所述的一种单向发射电磁超声表面波换能器检测缺陷金属表面的方法，其特征在于，步骤二中所述的正弦脉冲信号发射的重复周期为20ms。