[实用新型]基于EMAT测量超声换能器三维辐射声场的系统

说明书

本实用新型提供了一种基于EMAT测量超声换能器三维辐射声场的系统，所述系统包括：机械移动装置、被测超声换能器、多个不同厚度的试块、电磁超声换能器及激励模块；被测超声换能器与电磁超声换能器分别设置于试块的两个相对表面上；激励模块与被测超声换能器电连接，用于激励被测超声换能器在试块中产生超声波；机械移动装置与电磁超声换能器连接，控制电磁超声换能器在试块表面上的预设扫描区域内，按照预设的扫描步距及扫描路径移动；电磁超声换能器通过扫描采集超声波。本实用新型的系统结构简单，易于操作及安装，可以应用于利用电磁超声换能器对超声换能器三维辐射声场的测量，使得测量灵敏度较高，不易受到噪声的影响，测量结果准确。

技术领域

本实用新型涉及超声无损检测领域，具体涉及测量超声换能器三维辐射声场技术，尤指一种基于EMAT测量超声换能器三维辐射声场的系统。

背景技术

在超声无损检测中，如何快速、准确的获取缺陷的为位置与大小，保证检测结果的准确性和可靠性，一直是无损检测中重要的研究内容。传统的超声检测方法是利用压电超声换能器，即利用压电晶体的压电效应激发超声波，这种方式具有激发信号强，检测灵敏度高等优点。但压电超声检测法中的超声波是在压电晶体中激发，其在空气中传播会有严重的能量损失。因而压电超声检测法为了降低超声能量在空气中的损失，需要在压电晶体与待测试块之间涂抹耦合剂以保证声阻匹配，进而使超声能量能够从压电晶体顺利传输至待测试块中。

从以上分析可以看出，超声换能器是实现超声波激励与接收的关键部件，是整个超声检测系统中重要的组成部分，即压电超声换能器或电磁超声换能器的性能是影响超声无损检测准确性和可靠性的关键之一。进一步，对于超声换能器设计人员而言，希望设计不同辐射声场的换能器以满足不同的现场检测需求；而对于超声换能器使用人员而言，在实际检测中超声换能器的辐射声场是制定检测工艺的重要依据。因此，无论是在超声换能器设计还是使用过程中，为了保证检测准确性和可靠性，均需要准确了解超声换能器所激励超声波的辐射声场分布特性，即需要实际测量出超声换能器的辐射声场。传统的超声换能器声场的测量方法有两种：水浸法及光弹法，但这两种方法由于实验测量系统较为复杂，会导致灵敏度偏低，且不能准确反映出超声波在被检工件中传播的辐射声场特性，还存在受到噪声的影响较大，测量结果不准确等问题。

实用新型内容

为了解决传统超声换能器声场的测量系统存在的问题，本实用新型实施例提供一种基于EMAT测量超声换能器三维辐射声场的系统，所述系统包括：机械移动装置、被测超声换能器、多个不同厚度的试块、电磁超声换能器及激励模块；

所述被测超声换能器与所述电磁超声换能器分别设置于所述试块的两个相对表面上；

所述激励模块与所述被测超声换能器电连接，用于激励所述被测超声换能器在所述试块中产生超声波；

所述机械移动装置与所述电磁超声换能器连接，控制所述电磁超声换能器在所述试块表面上的预设扫描区域内，按照预设的扫描步距及扫描路径移动；

所述电磁超声换能器通过扫描采集所述超声波。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述机械移动装置为三坐标机械滑台或机械手。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述激励模块包括信号发生器及功率放大器；所述功率放大器将所述信号发生器发出的激励信号放大后，发送至所述所述被测超声换能器。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述系统还包括接收模块，与所述电磁超声换能器连接，接收所述电磁超声换能器采集到的所述超声波。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述接收模块包括控制器、信号采集器及信号放大器；所述信号放大器将所述电磁超声换能器采集到的所述超声波放大；所述信号采集器接收放大后的超声波，并将其发送至所述控制器，以使所述控制器确定所述被测超声换能器的三维辐射声场分布。