[发明专利]多模式电磁超声检测系统和电磁超声传感器

说明书

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，具体而言，涉及一种多模式电磁超声检测系统和电磁超声传感器。

背景技术

电磁超声具有无需打磨材料表面、无需耦合剂、非接触检测等众多优点，特别适用于自动化超声检测装备。目前已有搭载电磁超声直入射传感器进行脉冲回波测厚的机器人，常用于大型钢结构壁厚测和腐蚀检测，相较于压电超声检测机器人，电磁超声检测机器人无需配备打磨机构和喷水耦合机构，节省了机器机构部件、控制模块、空间、重量和线缆等，具有巨大优越性。

然而工程无损检测中总是多目标的，需要检测多种缺陷，尽可能多的获得缺陷信息，还需要快速高效。比如大型储罐壁板和底板检测，不但需要进行测厚实现腐蚀检测，还需要检测裂纹，同时也期望区分缺陷是存在于板的内侧或外侧，此外还期望有快速扫查缺陷区域位置，然后再精确检测缺陷的高效检测策略，为实现这些目标往往需要多种检测技术并用。上述目标的一个有效解决方案是采用超声导波进行缺陷区域快速定位，用于超声波测厚评估腐蚀剩余壁厚，采用表面波区分缺陷是在内、外表面或检测外表面裂纹尺寸。但是如果把这三种技术用于检测机器人上，检测机器人至少需要搭载电磁超声导波、电磁超声、电磁超声表面波三种传感器及相应的检测系统，导致仪器系统过于复杂。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种多模式电磁超声检测系统和电磁超声传感器，以至少解决同时采用多种检测技术造成的检测系统过于复杂的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电磁超声检测系统，包括：激励源，用于激励多个不同中心频率的窄频脉冲信号；双工器，分别与所述激励源和电磁超声传感器相连接，用于控制所述窄频脉冲信号进入所述电磁超声传感器，并接收来自所述电磁超声传感器的回波信号；所述电磁超声传感器，用于产生与所述中心频率相对应的波对待测材料进行检测，并采集所述待测材料的所述回波信号；前置放大器，与所述双工器相连接，用于根据所述回波信号的强度进行动态增益调节；信号采集与处理电路，与所述前置放大器相连接，用于采集和处理所述回波信号；信号显示与存储器，与所述信号采集与处理器相连接，用于显示所述回波信号。

进一步地，所述电磁超声检测系统还包括：调频匹配模块，连接在所述双工器和所述电磁超声传感器之间，用于调节所述电磁超声传感器的主频。

进一步地，所述双工器还用于限制所述窄频脉冲信号进入所述前置放大器。

进一步地，所述信号采集与处理电路包括：信号采集电路，与所述前置放大器相连接，用于采集所述回波信号；滤波电路，与所述信号采集电路相连接，用于对采集的所述回波信号进行滤波。

进一步地，所述电磁超声传感器包括：环形线圈；永磁体或脉冲电磁铁，与所述环形线圈匹配设置，用于产生偏置磁场，其中，所述偏置磁场的方向垂直于所述环形线圈的平面。

进一步地，所述环形线圈包括：多个直径不同的圆环，其中，多个圆环共用一个圆心，圆环与圆环之间采用等间距排列，相邻圆环通过斜线连接。

进一步地，所述圆环和所述斜线为导体材料。

进一步地，所述电磁超声传感器用于产生以下至少一种波：超声横波、兰姆波和表面波。

进一步地，在所述电磁超声传感器用于产生所述表面波时，所述电磁超声传感器中相邻两个圆环之间的间距为所述表面波的波长。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电磁超声传感器，包括上述任意一项电磁超声检测系统中的电磁超声传感器。

在本发明实施例中，采用以下结构的系统：激励源，用于激励多个不同中心频率的窄频脉冲信号；双工器，分别与激励源和电磁超声传感器相连接，用于控制窄频脉冲信号进入电磁超声传感器，并接收来自电磁超声传感器的回波信号；电磁超声传感器，用于产生与中心频率相对应的波对待测材料进行检测，并采集待测材料的回波信号；前置放大器，与双工器相连接，用于根据回波信号的强度进行动态增益调节；信号采集与处理电路，与前置放大器相连接，用于采集和处理回波信号；信号显示与存储器，与信号采集与处理器相连接，用于显示回波信号，通过用不同中心频率的激励信号使电磁超声传感器产生与中心频率相对应的波，达到了采用多种检测技术对待测材料进行检测的目的，从而实现了通过一种检测系统实现多种检测技术的技术效果，进而解决了同时采用多种检测技术造成的检测系统过于复杂的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：