[发明专利]利用电磁超声原理评估金属裂痕纹走向与深度的装置及方法

权利要求书

1.利用电磁超声原理评估金属裂痕纹走向与深度的装置，包括发射探头(1)、接收探头(2)和试样金属板(3)，其特征在于：所述发射探头(1)包括信号发射电路、励磁电路、发射线圈和交变磁场，所述接收探头(2)包括显示模块、接收电路、接收线圈和交变磁场，所述发射探头(1)和接收探头(2)设置在试样金属板(3)的上方，发射探头(1)和接收探头(2)分别用夹具进行固定，且所述发射探头(1)和接收探头(2)之间设置有涡流检测点探头，所述涡流检测点探头中设置有永磁铁，可以产生涡流。

2.根据权利要求1所述的利用电磁超声原理评估金属裂痕纹走向与深度的装置，其特征在于：所述发射探头(1)和接收探头(2)的入射角、频率、材料、形状均为相同设置，入射角为固定值，且所述发射探头(1)和接收探头(2)呈镜像对称固定，以使发射探头(1)和接收探头(2)发出的超声波镜像对称、相交。

3.根据权利要求1所述的利用电磁超声原理评估金属裂痕纹走向与深度的装置，其特征在于：所述发射探头(1)与接收探头(2)的峰值频率均设为10MHz以下。

4.根据权利要求1所述的利用电磁超声原理评估金属裂痕纹走向与深度的装置，其特征在于：所述发射探头(1)使用焦距为19mm以下的集束型探头。

5.根据权利要求1所述的利用电磁超声原理评估金属裂痕纹走向与深度的装置，其特征在于：所述发射探头(1)与接收探头(2)之间安装有遮挡板。

6.根据权利要求1所述的利用电磁超声原理评估金属裂痕纹走向与深度的装置，其特征在于：所述接收探头(2)中接收线圈的输出端连接有一级放大电路，一级放大电路紧接着电性连接有二级放大电路，二级放大电路的输出端安装有滤波电路。

7.根据权利要求1所述的利用电磁超声原理评估金属裂痕纹走向与深度的装置，其特征在于：还包括以下操作步骤：

S1：采用加工有不同深度和不同倾斜角度的标准人工裂纹的试样金属板(3)，并对涡流检测点探头、发射探头(1)和接收探头(2)进行调节和固定；

S2：对涡流检测点探头、发射探头(1)和接收探头(2)进行裂纹深度方向走向和裂纹深度当量标定，得到涡流检测点探头的裂纹涡流感应信号幅度相位与裂纹深度标定关系函数，

S3：得到发射探头(1)和接收探头(2)发射的超声波遇到裂纹的回波信号时间值与裂纹倾斜角度标定关系函数；

S4：当裂纹涡流感应信号幅度达到最大值时，涡流检测仪同时发送触发信号至超声检测仪及发射探头(1)和接收探头(2)，发射探头(1)和接收探头(2)接收到触发信号的同时停止移动，超声检测仪接收到触发信号的同时激励发射探头(1)和接收探头(2)发射超声波；

S5：发射探头(1)和接收探头(2)表面波向试样金属板(3)顶部外壁传播时，试样金属板(3)顶部外壁有裂纹缺陷，由于表面波在经过缺陷处，波形发生散射和反射，能量减小，在试样金属板(3)侧方的裂纹缺陷处反射回来的表面波在传播到接收换能器下方时接收到表面波缺陷信号.回波信号幅值明显减小。回波信号经过放大电路增益控制端进行调节，经放大后，可以看出电磁超声表面波信号和缺陷回波信号，同时，当两个超声检测斜探头发射的超声波时间轴波形对称时，即发射探头(1)和接收探头(2)遇到裂纹的回波信号时间值相同时，则说明该裂纹垂直向下。

S6：根据S3中得到的超声波遇到裂纹的回波信号时间值与裂纹倾斜角度标定关系函数即可计算得出倾斜裂纹的倾斜角度，评估倾斜裂纹深度方向走向。