[发明专利]利用电磁超声的钢板在线探伤系统

说明书

技术领域

本发明属于在线无损探伤领域，具体涉及利用电磁超声的钢板在线探伤系统。

背景技术

在无损探伤领域，常用压电超声和电磁超声来探测金属材料如钢板的分层、缩松、孔洞、夹杂、气泡、内裂等缺陷来满足日益增长对船板钢、高压容器钢等高品质钢的市场需求。压电式超声波探伤装置在使用过程中存在可探伤钢板温度范围窄、需消耗大量耦合纯净水或其它耦合剂、易受干扰而出现误判等问题而逐渐被电磁超声探伤装置取代。电磁超声探伤装置不使用耦合剂，不需要与被探物体接触，可以对运动着的物体，表面粗糙、有锈垢和油漆层的物体直接进行检测而不受干扰，探测精度高。

RU2298180公开了使用多个电磁超声换能器来在线探测钢板的缺陷，每个电磁超声换能器都有一个独立且垂直移动的气缸来驱动电磁超声换能器垂直升降，这可选择性地使电磁超声换能器投入运行或不投入运行以满足不同被探钢板的尺寸或是不同的探测面域。WO2007/013836A1公开了压缩空气穿过电磁超声换能器使其与被探钢板之间形成一层空气垫，当钢板往上跳动时，电磁超声换能器与钢板之间的距离缩短，气垫层减小压力增大驱动电磁超声换能器自动跟随钢板上升，这可有效防止电磁超声换能器与钢板接触使其受到碰撞或摩擦而损坏。上述系统的缺点都是需要庞大的供气系统以及电磁超声换能器与被探钢板之间距离的改变需要通过气缸和气垫来实现，其结构非常复杂。

电磁超声换能器是利用电磁超声的钢板在线探伤系统的重要组成部分，现有的电磁超声换能器为加强磁场提高磁场的利用率提高信噪比有U型、E型以及使用三块相同且以相同极性相互朝向的方案。200810226405.1公开了U型永磁铁倒置于被检测铁磁体表面并在使被检测铁磁体的局部产生一个偏置磁场，其缺点是磁场强度不强；WO2007/013836A1公开了使用三块相同且以相同极性相互朝向的磁铁装置，其缺点是结构复杂，而且三块磁铁以相同极性相互朝向，拆装非常困难。

发明内容

本发明目的在于提供一种结构简单、拆装方便、磁场强度足够且保证信噪比的利用电磁超声的钢板在线探伤系统，以解决现有利用电磁超声的在线探伤系统结构复杂、拆装困难的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种利用电磁超声的钢板在线探伤系统，包括信号发生及处理系统、电磁超声换能器及其升降系统和计算机控制系统，信号发生及处理系统通过电磁超声换能器向钢板发射探伤脉冲和接受回波信号并采集筛选出缺陷信号送给计算机控制系统最终确定钢板缺陷的类别、大小和位置，其中电磁超声换能器及其升降系统包括机架、电动缸、电磁超声换能器、连接板、位移传感器和控制器，电动缸的一端与机架铰接，电动缸的另一端与电磁超声换能器铰接，电磁超声换能器还与连接板的一端铰接，连接板的另一端与机架铰接，位移传感器固定在电磁超声换能器上，控制器与电动缸、位移传感器电连接，其中，该电动缸驱动电磁超声换能器和连接板处于或远离工作位，当电磁超声换能器处于工作位时，控制器根据位移传感器检测的电磁超声换能器与被探钢板的距离控制电动缸使该距离保持在设定值。

进一步地，机架和电磁超声换能器之间设有平行于电动缸轴向的平衡弹簧。

进一步地，平衡弹簧连接电动缸的升降部分和电动缸的固定部分。

进一步地，平衡弹簧的数量为2。

进一步地，电磁超声换能器包括非铁磁性外壳、铁芯、线圈和保护盖，其中铁芯包括永磁铁和磁性体，永磁铁固定在非铁磁性外壳内，磁性体靠近被探钢板方向的表面设有线圈且该磁性体和线圈由保护盖覆盖，保护盖和非铁磁性外壳通过螺钉连接。

进一步地，保护盖正对线圈和磁性体部位的厚度小于其它部位的厚度。

进一步地，永磁体和磁性体靠近被探钢板方向的表面与侧面之间都设有倒角，用于汇集磁力线于磁性体靠近被探钢板方向的表面。

进一步地，永磁铁和所述磁性体相互接触的表面形状与面积相同。

进一步地，线圈包括4组发射线圈和接受线圈。

本发明具有以下有益效果：

1.不需要庞大的供气系统，结构简单，响应快，高精度位移传感器和电动缸结合使电磁超声换能器在工作位时，电磁超声换能器与被探钢板之间的距离保持在一个设定值内，探伤精度高。

2.只使用一个致动器即电动缸就实现了电磁超声换能器与被探钢板之间两个不同行程距离的变化，结构简单。

3.电磁超声换能器的永磁铁和磁性体相接触且都使用倒角结构，既能汇集磁力线保证了磁场强度又拆装方便。

附图说明