[发明专利]一种接地扁钢超声导波检测电磁声换能器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁声换能器装置，应用于对接地扁钢超声导波检测。

背景技术

超声导波换能器是超声导波检测系统的重要组成部分，其激励和接收性能直接影响检测方法的性能和可靠性。为保证换能效率，传统的压电式换能器不仅需要声耦合剂来实现与被测物的良好接触，而且常要求对被测物表面进行一定的预处理，难以适用于高温、高速和粗糙表面的检测环境。电磁声换能器是一种在导体中激励和检测超声波的换能装置。与压电式换能器相比，此种换能器与被测物无接触且省去了声耦合剂，测量的重复性好，而且无需对试件表面进行处理，检测效率大大提高，对人体及环境无危害。

发明内容

为了确保电力系统接地网及接地导体正常工作并发挥应有的接地功能，需要对接地网及接地导体进行检测。本发明所要解决的技术问题即是提供一种应用于接地扁钢超声导波检测的电磁声换能器，实现接地装置的超声导波检测，有效地发现接地系统缺陷，确保电力系统安全。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：

一种接地扁钢超声导波检测电磁声换能器，包括永磁铁阵列和PCB板平面线圈，PCB板平面线圈安装在待测的接地扁钢上，永磁铁阵列安装在PCB板平面线圈上，永磁铁阵列中相邻两个磁铁能够产生方向相反的静磁场。

所述的接地扁钢包括接地引下线和接地网。

本发明所述的接地扁钢超声导波检测电磁声换能器为永磁铁阵列型SH0波电磁声换能器，工作原理基于磁致伸缩效应。本发明在检测时，不需要声耦合剂，也不需要对被测物表面进行一定的预处理，环境适应性强，能够应用于高温、高速和粗糙表面的检测环境，检测效率高，可靠性和安全性好。

附图说明

图1为本发明所述的接地扁钢超声导波检测电磁声换能器的结构和工作示意图。

图2和图3为本发明所述的接地扁钢超声导波检测电磁声换能器的工作原理图。

附图标注为：1—PCB板平面线圈，2—永磁铁阵列，3—接地扁钢。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示的接地扁钢超声导波检测电磁声换能器，包括永磁铁阵列2和PCB板平面线圈1，PCB板平面线圈1安装在待测的接地扁钢3上，永磁铁阵列2安装在PCB板平面线圈1上，永磁铁阵列2中相邻两个磁铁能够产生方向相反的静磁场。

如图2和图3所示，永磁铁阵列2中相邻两个磁铁中产生方向相反的静磁场，接地扁钢3由于永磁铁的作用，将产生一个静磁场引起的沿x轴方向的形变。当PCB板平面线圈1中通入交变电流时，PCB板平面线圈1产生动磁场，接地扁钢3由于动磁场作用引起的沿y轴方向的形变；在动磁场和静磁场的相互作用下，接地扁钢3内部产生剪切变形，最终以声波的形式传播。产生的声波会在PCB板中传播，当遇到缺陷或者边界反射时，反射回来的导波到达接收换能器时，由逆磁致伸缩效应导致接地扁钢3磁场发生变化，从而使得通过接收PCB板平面线圈1的磁通量发生变化，由法拉第效应可知，在接收PCB板平面线圈1中将产生电压。接收到的电压信号可反映出导波的传播情况，若已知波在PCB板中的传播速度，便可以计算出损伤所在位置，实现接地扁钢3缺陷检测。