[发明专利]一种基于变角度磁集中器的斜入射式电磁声传感器在审
| 申请号： | 201910996466.4 | 申请日： | 2019-10-19 |
| 公开（公告）号： | CN110702798A | 公开（公告）日： | 2020-01-17 |
| 发明（设计）人： | 刘增华;刘泽华;李佳奇;赵欣;张永琛;何存富;吴斌 | 申请（专利权）人： | 北京工业大学 |
| 主分类号： | G01N29/24 | 分类号： | G01N29/24;G01N29/34 |
| 代理公司： | 11203 北京思海天达知识产权代理有限公司 | 代理人： | 沈波 |
| 地址： | 100124 *** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 磁集中器 传感器 电磁声 斜入射 静磁场 钕铁硼磁铁 模态控制 和声 频率响应特性 金属板结构 指向性测试 声波 尺寸缺陷 传统电磁 垂直极化 激励信号 声传感器 超声波 兰姆波 指向性 波长 单频 回折 模态 入射 扫频 验证 检测 | ||
1.一种基于变角度磁集中器的斜入射式电磁声传感器，其特征在于：包括矩形钕铁硼磁铁(1)、变角度磁集中器(2)柔性电路板中回折线圈(3)；矩形钕铁硼磁铁(1)极化，提供垂直静磁场；变角度磁集中器(2)在矩形钕铁硼磁铁(1)正下方，将矩形钕铁硼磁铁(1)所提供的垂直静磁场集中并导向，使矩形钕铁硼磁铁(1)沿变角度磁集中器(2)预设的角度加载；柔性电路板中回折线圈(3)在金属板(4)集肤深度层内，感生出与电流方向相反且周期分布的感应涡流；经变角度磁集中器(2)集中并导向后的矩形钕铁硼磁铁(1)所提供静磁场与感应涡流相互作用，耦合出斜入射的超声波。
2.根据权利要求1所述的一种基于变角度磁集中器的斜入射式电磁声传感器，其特征在于：矩形钕铁硼磁铁(1)的横截面形状为矩形，极化方向与长度方向垂直，变角度磁集中器(2)在矩形钕铁硼磁铁(1)正下方，将矩形钕铁硼磁铁(1)所提供静磁场集中并沿预设角度导向，使静磁场与金属板(4)具有一定倾斜角度。
3.根据权利要求1所述的一种基于变角度磁集中器的斜入射式电磁声传感器，其特征在于：柔性电路板中回折线圈(3)中相邻两根导线间距等于激励模态的半波长。
4.根据权利要求1所述的一种基于变角度磁集中器的斜入射式电磁声传感器，其特征在于：柔性电路板中回折线圈(3)采用上下两层线圈布线方式；上下两层线圈相同位置处电流方向相同，以提高动磁场强度。
5.根据权利要求1所述的一种基于变角度磁集中器的斜入射式电磁声传感器，其特征在于：所述的柔性电路板中回折线圈(3)中，相邻导线的中心间距l等于设计的电磁声传感器理论中心频率对应模态的半波长，该电磁声传感器相邻导线的中心间距l＝1.71mm，对应的A1模态电磁声传感器的理论中心频率f为2.25MHz。
6.根据权利要求1所述的一种基于变角度磁集中器的斜入射式电磁声传感器，其特征在于：入射超声波波前角度θ，将l投影到超声波的入射方向，实现激发A1模态兰姆波的相位匹配；由相长干涉的第一个最大值确定θ，入射超声波波前角度θ＝arcsin[c/(2×l×f)]，c为纵波波速，l为电磁声传感器相邻导线的中心间距。
7.根据权利要求1所述的一种基于变角度磁集中器的斜入射式电磁声传感器，其特征在于：矩形钕铁硼磁铁(1)极化方向与长度方向垂直，变角度磁集中器(2)的倾斜角度为α，由三角形内角和定理确定α，α＝θ。
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