[实用新型]一种磁力可断的电磁超声测厚探头

说明书

技术领域

本实用新型属于超声无损检测技术领域，更具体地，涉及一种铁磁性工件测厚的磁力可断的电磁超声测厚探头。

背景技术

电磁超声(Electromagneticacoustic，简称EMAT)，是无损检测领域出现的一种新技术。该技术利用电磁耦合方法激励和接收超声波。与传统的压电超声检测技术相比，它具有无需耦合剂、测量精度高、能实现非接触式测量等优点，对测量表面要求低、可适用于各种高温环境下的检测并且无需更换换能器，只需改变激励电信号的频率就可实现波型模式的自由转换。

EMAT测厚技术是工业无损检测领域应用的一个重要方面。通过检测超声波在铁磁性工件厚度方向上传播的时延即可折算出铁磁性工件的厚度。由于EMAT测厚采用垂直入射的横波，故纵向分辨力要比压电换能器高出一倍。因此EMAT测厚技术可用于钢板及石油天然气管道等的检测。

传统的电磁超声测厚探头利用磁性较强的永久磁铁产生激励磁场，因而即使在非工作状态下，探头对铁磁性工件仍然具有较强的磁吸附力。这导致检测人员将探头安放在铁磁性工件表面时必须小心翼翼，否则探头可能直接砸向铁磁性工件，造成探头的损坏。而且永磁铁的磁吸附力对检测人员在检测过程中沿铁磁性工件表面移动探头进行换位测量或检测完成后从铁磁性工件表面移除探头的操作均会带来不便。

B.Dutton在其论文《Anewmagneticconfigurationforasmallin-planeelectromagneticacoustictransducerappliedtolaser-ultrasoundmeasurements:Modelingandvalidation》中提出了一种利用一对极性相对的永磁铁相互靠近来增强磁场的方法，但他最终利用的是磁力线向四周发散的磁场，并没有对磁力线进行约束和引导，因而无法形成某一特定方向的主磁场，无法达到EMAT测厚所需的磁场强度要求。CN101706266A中公开了一种用于电磁超声换能器的脉冲电磁铁，采用脉冲电磁铁代替永久磁铁，可实现磁力的通断，然而，电磁铁在实际使用中容易对检测信号产生干扰，直接影响到检测精度。

发明内容

本实用新型目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提出一种磁力可断的电磁超声测厚探头，通过旋转环状磁力开关改变主磁场的方向，从而实现磁力通断的技术效果。

一种磁力可断的电磁超声测厚探头，包括：

主永久磁铁对，极性相反，产生往中心挤压并向四周发散的强磁场；

环状磁力开关，由两对1/4环状辅助永久磁铁依次首尾相连构成：其中一对极性相反的辅助永久磁铁对，用于进一步收拢磁力线，阻碍磁力线向周围空气中逸散；另一对的辅助永久磁铁，用于引导磁力线走向，形成与该对辅助永久磁铁极性方向相同的主磁场；

导磁桥，由导磁性件和两对导磁臂组成，用于当环状磁力开关处于关闭状态时，引导主磁路上的磁力线形成闭合回路，阻碍磁力线穿过探头下方的铁磁性工件，从而切断探头对工件的磁吸附力；

壳体和壳盖，该壳体和壳盖均由非铁磁性材料制成；壳体与壳盖固连在一起用于封装主永久磁铁对、环状磁力开关、导磁桥；

铜片，位于主永久磁铁对的下方；

平面螺旋线圈，位于铜片的下方；

耐磨层，位于平面螺旋线圈的下方；

插座，安装在壳体上表面的中心孔内，通过绝缘导线与平面螺旋线圈相连。

作为进一步优选地，环状磁力开关的内圈尽可能贴近主永久磁铁对，间距控制在0.5mm～1mm。

作为进一步优选地，导磁性件呈板状布置于壳体内上部。

作为进一步优选地，两对导磁臂中的一对导磁臂呈柱状，并且上端安装于导磁性件上，下端分别贴近主永久磁铁对的外侧，间距控制在1mm以内。

作为进一步优选地，两对导磁臂中的另一对导磁臂呈上端柱状下端1/4环状，并且上端安装于导磁性件上，下端分别环抱环状磁力开关外侧，间距控制在0.5mm～1mm。

作为进一步优选地，导磁性件和两对导磁臂均由电工用铁的高导磁材料制成。

作为进一步优选地，耐磨层由譬如POM或尼龙6这类高强度、耐冲击、耐磨损、耐腐蚀的材料制成并粘接于壳体下方。

本实用新型的技术效果体现在：