[发明专利]电磁超声横波测厚换能器

说明书

技术领域

本发明属于无损检测中超声检测技术领域，涉及一种用于产生和接收超声波的核心部件，具体涉及一种电磁超声横波测厚换能器。

背景技术

电磁超声换能器是电磁超声检测技术的应用核心，探头部分是用于产生和接收超声波的核心部件。线圈置于工件近表面，对线圈通交变电，在工件近表面内部形成涡流；在磁场偏置作用下，交变涡流受到交变洛伦兹力；涡流质点在交变洛伦兹力的作用下，形成机械振动，产生超声波。

超声波应用于材料测厚已是非常成熟的技术,但现在实际用于测厚的探头多是压电超声波探头，简称压电探头。压电探头具有制造工艺简单、体积小、重量轻等优点，在超声测厚方面发挥了举足轻重的作用，但压电探头也有其不足之处：压电探头必须使用耦合剂,而且探头与被测件之间必须紧密地结合；压电探头很难激发横波,测量精度不高；压电探头不适用于小半径的管材测厚。以上不足是压电超声测厚难以克服的。长期以来人们一直努力探索新的超声测厚方法，近年发展起来的电磁超声测厚方法，能很好地克服压电超声的缺点，可以用于高温实时测厚，而且可以制作电磁超声横波测厚探头，横波的速度为纵波的一半左右,在同一频率下,横波的波长是纵波的一半左右，能够大大的提升测量的准确性，并将有望解决板材、管材的测厚及自动测厚等问题。电磁超声是线圈配合磁场以及试件材料能够激发出不同的超声波形，由于线圈的绕制精度要求很高，线圈形状不规则，所以制作难度很大，使用印刷电路板制作激励线圈能够提高线圈的绕制精度，但是由于使用印刷电路板所制作的线圈只有一层，而电磁超声换能器换能效率又非常低，会导致接收信号信噪比很低，难以接收。

发明内容

发明目的：

本发明提供一种转换效率高便携式的电磁超声测厚换能器。选用排线绕制，漆包线密实的绕制在永磁铁上，线圈的利用率高，成本低且便于装配和替换，具有测厚、探伤的功能。

技术方案：

电磁超声横波测厚换能器，其特征在于：包括方形永磁铁、换能线圈、手持装置、框体和电路板，框体包括外壳和外壳内侧的保护框，保护框内部设有电路板，手持装置一侧穿过外壳和电路板并与外壳和电路板固定在一起，保护框的内部电路板的另一侧连接有换能线圈，换能线圈缠绕在方形永磁铁周圈。

所述手持装置由把手、手持柄和内杆组成，把手连接于手持柄端部一侧，内杆螺纹连接于手持柄的一端。

所述把手设有扣手槽，扣手槽为四个圆横向交叠组成。

所述手持柄和内杆上还连接有锁紧件。

所述手持柄为管状结构，一侧开有豁口，内壁设有内螺纹，内杆为圆柱形，外壁设有与手持柄内壁内螺纹相匹配的外螺纹，内杆间隔开有环形槽，锁紧件和环形槽宽度与豁口宽度相同，锁紧件包括锁紧件A和锁紧件B，锁紧件A一侧设有半圆槽A，半圆槽A直径与内杆的环形槽内直径相匹配，锁紧件B一侧设有半圆槽B，半圆槽B直径与手持柄的外直径相匹配。

所述保护框每个侧面皆设有2个长方体支撑结构。

所述电路板上安装有2个牛角座，牛角座的另一侧与换能线圈相连，电路板设置有2个导线连接端。

优点及效果：

1.电磁超声横波测厚换能器，检测过程中的能量转换在被测工件的表面进行，因此无需耦合剂；

2.应用横波检测，使得检测效率更高，在同一频率下,横波的波长是纵波的一半左右，能够提升测量准确性；

3.本产品选用方形永磁体与特定线圈的组合，来产生超声波，而不是用感生电磁铁，这样使得探头本身是不需要电源的，这样大大的扩大了本产品的使用范围，线圈的选择也没有选择以往的印刷电路板所制作的线圈，这以往的线圈只有一层，制作费用大，并且容易损坏，而本产品使用排线绕制成的线圈，既经济又耐用；

4.为了保护内部探头稳定的工作，设计了一个探头的保护套，使得探头不易被外力所破坏；

5.手持装置设置有锁紧件，可根据实际情况所需调节内杆伸出的长度，所以本产品适用于高温等不同的检测环境；

6.对被测工件的表面质量要求不高，电磁超声换能器的结构特点决定：不管被测试件的表面是否粗糙，清洁都不用实施预处理，便可以测量；

7.此技术无辐射、操作简单，具有一定的经济性、环保性、安全性和较强的环境适应性；

8.产品各个部分都可进行拆卸，便于携带和更换。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细说明：

图1为电磁超声横波测厚换能器整体示意图；

图2为电磁超声横波测厚换能器整体拆分示意图；

图3为手持柄结构示意图；