[发明专利]一种基于Terfenol-D材料的刀型结构超声导波换能器及其方法

权利要求书

1.一种基于Terfenol-D材料的刀型结构超声导波换能器，其特征在于，包括线圈(1)、背衬层(2)和Terfenol-D材料(3)；

所述Terfenol-D材料(3)加工成一端较薄，另一端较厚的刀型结构，所述Terfenol-D材料(3)的上表面用环氧树脂胶粘接背衬层(2)；

多层所述励磁线圈(1)绕在Terfenol-D材料(3)薄的一端上、且背衬层(2)的上表面切去一定的厚度使绕励磁线圈(1)的背衬层(2)和无线圈的背衬层(2)高度一致；

将两枚圆形永磁铁(4)粘贴在所述Terfenol-D材料(3)薄的一端，所述Terfenol-D材料(3)薄的一端与圆形永磁铁(4)的端面中心用环氧树脂胶粘结；Terfenol-D材料(3)较厚一端下表面与被测件管道界面贴合，两枚圆形永磁铁(4)给Terfenol-D材料(3)提供偏置磁场，所述Terfenol-D材料的本征频率与励磁线圈(1)产生的激励交变磁场频率一致，产生共振，振动传递到与管道贴合的Terfenol-D材料(3)一端，最终振动耦合进入管道，在管道中产生导波。

2.根据权利要求1所述的基于Terfenol-D材料的刀型结构超声导波换能器，其特征在于，

所述励磁线圈(1)的直径为0.15mm的漆包线，线圈匝数为180，线圈长度为12mm。

3.一种利用权利要求1所述基于Terfenol-D材料的刀型结构超声导波换能器的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将Terfenol-D材料(3)加工成刀型结构；

S2、在所述Terfenol-D材料(3)的上表面用环氧树脂胶粘接背衬层(2)，其中Terfenol-D材料(3)较薄一端涂上绝缘漆，待干燥后再在上表面用环氧树脂胶粘接背衬层(2)；

S3、在Terfenol-D材料(3)较薄一端密绕多层励磁线圈(1)，励磁线圈(1)直径为0.15mm，线圈匝数为180，同时也把Terfenol-D材料(3)较薄一端上面的背衬层(2)绕在励磁线圈(1)内，且背衬层(2)的上表面切去一定的厚度使励磁线圈(1)的背衬层(2)和无线圈的背衬层(2)高度一致；

S4、Terfenol-D材料(3)较厚一端下表面与被测件管道界面贴合，将Terfenol-D材料(3)薄的一端与圆形永磁铁(4)的端面中心用环氧树脂胶粘结，圆形永磁铁为Terfenol-D材料(3)提供偏置磁场；

S5、将信号发生器连接到励磁线圈(1)两端上，输入经过汉宁窗调制过的中心频率为70kHz的10个周期的正弦音频脉冲信号，此时，励磁线圈(1)中产生交变磁场，在偏置磁场和交变磁场共同作用下，Terfenol-D材料(3)产生周期性的振动，这个振动传递到与管道贴合的Terfenol-D材料(3)一端，最终振动耦合进入管道，在管道中产生了导波，导波在传播的过程中因为待测件声阻抗的不同产生反射、折射、模态转换，在连接着接收传感器的示波器上会产生一个波包，通过到达波包的时间和导波在管道中传播的波速就可以确定缺陷的位置。