[实用新型]一种深度应力检测用电磁超声激励装置

说明书

本实用新型公开了一种深度应力检测用电磁超声激励装置，包括支撑体、永磁体、入射楔块和印刷电路板；所述支撑体由激励介质底板、永磁体放置架和连接挡板组成。本装置利用电磁超声换能器激发原理，在激励介质中激励出纵波，再经过入射楔块传导，从而在被测试件表面产生临界折射纵波。再测量不同激发频率下的临界折射纵波的波速，根据声弹性原理中临界折射纵波的波速与应力的线性关系，得到不同激发频率下的应力；根据临界折射纵波在被测试件表面的渗透深度与激发频率的关系，得到不同激发频率下的渗透深度，进而得出渗透深度与应力的对应关系，可计算出不同深度下的应力大小。本装置使用时不会破坏被测试件，属于无损检测。

技术领域

本实用新型属于电磁超声检测领域，具体是一种深度应力检测用电磁超声激励装置。

背景技术

材料的非均匀变形而产生的残余应力会影响其屈服强度和结构稳定性，因此残余应力的测量对材料结构和工程安全具有重大的意义。绝大部分试件的残余应力会随外表面深度的变化而变化，文献《Rickert Theo.Residual Stress Measurement by ESPI Hole-Drilling[J].Procedia Cirp,2016,45:203-206.》中通过对试件逐渐钻孔，利用电子散斑干涉测量法做到了不同深度的残余应力变化的测量，但该方法会对被测试件产生不可逆的破坏。

近年来，无损检测法在应力检测和损伤检测中得到了越来越广泛的应用。无损检测可在不对测试试件造成损坏的情况下，利用X射线法、中子衍射法、磁测法和超声法对其缺陷和物理参数进行检测。其中，超声法是基于应力与声波速度的关系来对试件的应力进行检测。在应力检测中，临界折射纵波对切向应力的灵敏度最高，利用应力与临界折射纵波波速的变化关系可对试件的应力进行检测。利用超声法对试件的应力进行检测时，临界折射纵波在试件中的渗透深度与其频率有关，不同的渗透深度可以检测不同深度的应力。通过改变临界折射纵波的频率可以做到对试件不同深度的应力测量，用于检测金属试件不同深度的残余应力大小。

目前产生临界折射纵波的装置均采用压电超声换能器，利用体压电陶瓷的厚度振动模式(Thickness Mode)产生纵波，再根据斯涅耳定律，经由介质以第一临界角斜射到检测试件中，得到临界折射纵波。但压电超声换能器厚度振动模式的谐振频率和其厚度有关，压电超声换能器在结构确定时有其固定的激发频率和带宽，用于试件不同深度的应力测量时需频繁的更换压电超声换能器。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种深度应力检测用电磁超声激励装置。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，提供一种深度应力检测用电磁超声激励装置，其特征在于该装置包括支撑体、永磁体、入射楔块和印刷电路板；

所述支撑体由激励介质底板、永磁体放置架和连接挡板组成；激励介质底板的左右两侧设置有永磁体放置架；两个永磁体放置架之间设置有连接挡板，用于连接两个永磁体放置架并对永磁体放置架中的永磁体进行限位同时起到聚磁作用；两个永磁体放置架内部各自放置有一个永磁体；两个永磁体的对应位置的磁极的极性相反，通过异性相吸作用将两个永磁体吸向中间并通过连接挡板进行限位，从而固定在永磁体放置架内；

所述印刷电路板的一面上印刷有激励线圈；印刷电路板以印刷有激励线圈的一面向下的方式固定到支撑体内，使得激励线圈与激励介质底板的上表面正对；入射楔块的上表面与激励介质底板的下表面连接；测试时，入射楔块的上表面与激励介质底板的下表面之间涂抹有耦合介质；入射楔块的前表面制有波纹槽，用于消除在入射楔块内的反射纵波；入射楔块的上表面与下表面之间具有根据斯涅耳定律计算得到的第一临界角的角度相同的倾斜角。

与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：