[其他]无损检验装置

说明书

本发明涉及一种用于对导电材料工件进行无损检验的装置。

在专业文献中对电动力学超声波转换器的工作原理和结构已作过详细地说明和研究，通常，它由一个发射转换器线圈和一个接收转换器线圈，或一个组合的发射/接收转换器线圈组成，它们都处在面对工件并靠近其表面的静止磁场中。这些转换器线圈通电后，在工件内同时产生超声波脉冲，并把声反射脉冲又转变成电脉冲。在资料中看到的所有这些可对平面形或弯曲形工件进行无损检验的电动式超声波转换器，只是由一个或两个转换器线圈组成，其中的第二个转换器线圈仅作为接收线圈（欧洲专利局EP-PS24707）。只限于使用一个转换器线圈或一对转换器线圈的技术原因是：如果没有专门的装置，则只能在十分有限的范围内才能产生电磁式超声波转换器所需要的高强度的静止磁场。为了提高检验效率，已提议在很窄的范围内的一个均匀静止磁场中并列装设多个超声波转换器，并且借用一个相应的电子设备按照给定的程序图来进行控制。现已公开的一种结构型式是：在一个极靴的磁场中装设一个发射转换器线圈，在该极靴的下面装有多个接收转换器线圈（联邦德国专利局DE-OS2845579）。这种结构型式装置所能达到的检验速度是不够的，因为在一个极靴的均匀磁场的横截面上采用还要多的转换器线圈或转换器线圈对时，检验速度受到电磁铁结构尺寸的限制。

本发明旨在对工件进行连续扫描的速度方面，以及在工件表面上使用方便方面，改善已公开的这些电动力学超声波转换器。

本发明的用于对导电材料工件进行无损检验的装置，包括至少具有三个极靴的，可在工件上方移动的电磁铁系统，这些极靴都绕有励磁线圈，其另一侧则用一个软磁回流体将它们彼此连结起来，发射和接收线圈转换器都处在均匀分布的静止磁场中，其特征是：极靴以交变极性串联安装，且用一个磁回流体将其连结起来，转换器线圈或者是装在极靴的下面，或者是装在极靴间的空隙内。

按照本发明，上述任务的解决途径是：为了获得均匀的静止磁场，装设一个多极电磁铁，该电磁铁呈梳状结构，其极性可以变化，这样就便于在工件上使用。在极靴间的空隙中装设有直流线圈。转换器线圈装在梳状多极电磁铁和工件之间。这些转换器线圈通过电流脉冲时，在转换器线圈作用范围内的工件中就产生超声波。如果在一个转换器线圈的作用范围内工件有缺陷，则反射超声波会在接收转换器线圈中感应一个电压脉冲，并且显示出来。

梳状电动力学超声波转换器可在工件表面上移动，其运动方向大约垂直于安装极靴排列延长线。对于管状工件，如果电动力学超声波转换器沿管轴线方向安装，则当管子作螺旋线运动时可以对管子进行整体检验。这种方式要优于把磁通量分布在一个磁极内的方式。

为了使每个磁极和所有磁极彼此间的磁通量分布均匀适当，介绍了最有利的构成，如转换器线圈的数目与极靴的数目或极靴间的空隙的数目相当（或相同）。

极靴的自由端的截面近似呈正方形，其边长大约与每两个相邻极靴间的空隙同样大。

垂直于极靴排列延长线方向上的极靴的宽度向磁回流体方向逐渐增大，以使距离极靴自由端的所有截面上都不能完全达到磁饱和。

极靴安装在磁回流体内且能相对滑动，在弹簧力的作用下压紧在工件上。特别所提出的措施如在盖帽（40）内装有转换器线圈（18-22），转换器线圈之间都是插座连接（41）。另外还介绍了一些使转换器线圈和极靴与工件距离的合理匹配，以及电动力学超声波转换器总体与非平面形工件相匹配的一些措施。

所提出的以下这些措施是很适用的，如极靴的自由端与工件形状相吻合，并且/或者磁回流体通过极间活节或铰链也可与工件形状相吻合。

为了与工件形状相匹配，极靴的自由端戴有盖帽，盖帽可以扣在极靴上，在其一侧面上戴有防磨保护件。

极靴列的前后各串联一个无转换器线圈的极靴。此外，极靴列中每两个相邻的不同的磁极靴之间有一个通过对流冷却的小室，检验装置由两个极靴列组成，这两排极靴列沿主运动方向彼此紧密安装，二者之间相隔有半个极靴长。所建议的措施则对管子的螺旋形扫描特别有意义，因为采用这样一种专用装置可以在一个行程内进行整体检验，这对提高检验速度特别有利。

下面将应用附图所示的一个实施例对本发明进一步加以说明。

图1是管状工件上方安放的电动力学超声波转换器的纵剖面图;

图2表示在一个行程内可以对管子进行总体检验的两个电动力学超声被转换仪的相互错置的安装图;

图3表示极靴的横剖面图;

图4表示图2所示极靴的横剖面图，但是一个可调节的极靴。