[发明专利]一种低噪声的收发一体电磁超声换能器及其工作方法

权利要求书

1.一种低噪声的收发一体电磁超声换能器，其特征在于：由待测试件（1），印制电路板（2），发射线圈（3），永磁铁（4）和接收线圈（5）组成，所述发射线圈（3）与接收线圈（5）设置在同一个印制电路板（2）的不同层上且交替设置在不同的层，永磁铁（4）放置在发射线圈（3）和接收线圈（5）上面，所述发射线圈（3）和接收线圈（5）共用一块永磁铁（4）来提供偏置磁场，所述发射线圈（3）发射信号的同时，所述接收线圈（5）感应激励信号；

发射线圈（3）和接收线圈（5）放置在待测试件（1）上，发射线圈（3）与外部功率放大器连接，用于在待测试件（1）内部产生超声波，接收线圈（5）与外部信号调理电路连接，用来检测待测试件（1）中的超声振动；所述发射线圈（3）与接收线圈（5）的长度L2是永磁铁（4）的长度L1的1.2倍以上。

2.如权利要求1所述的低噪声的收发一体电磁超声换能器，其特征在于：所述发射线圈（3）中导线之间的间隔距离为所要激发的超声波的半波长。

3.如权利要求2所述的低噪声的收发一体电磁超声换能器，其特征在于：所述发射线圈（3）中导线的各个横截面的面积一样。

4.如权利要求3所述的低噪声的收发一体电磁超声换能器，其特征在于：所述接收线圈（5）中导线的各个横截面的面积一样。

5.如权利要求3或者4所述的低噪声的收发一体电磁超声换能器，其特征在于：所述发射线圈（3）和接收线圈（5）在相邻半波长导线之间回折部分为圆弧形。

6.一种基于权利要求1-5任一所述低噪声的收发一体电磁超声换能器的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：由与功率放大器连接相连接的信号发生器产生猝发激励信号，激励信号经功率放大后施加到发射线圈（3）上，发射线圈（3）在待测试件（1）上感应出电涡流，电涡流在永磁铁（4）产生的静态偏置磁场作用下在待测试件（1）中产生洛伦兹力，动态洛伦兹力作用于待测试件（1）中产生超声波；

步骤二：超声波在待测试件（1）中传播，遇到缺陷或者边界后反射回波信号，当回波经过接收线圈（5）下方时，待测试件（1）内部的粒子运动切割永磁铁（4）产生磁力线而产生电流形成动态电场，动态的电场又产生动态磁场，接收线圈（5）在动态磁场作用下产生动态电流信号，动态电流经信号调理电路调理后用来检测待测试件（1）中的超声振动。