[发明专利]一种基于四氧化三铁涂层的电磁超声检测性能提高方法

说明书

本发明公开了一种基于四氧化三铁涂层的电磁超声检测性能提高方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：将Fe₃O₄涂层涂到被测试件的表面上；步骤二：静置30min以上，待Fe₃O₄涂层风干并与被测试件粘合牢靠后，将电磁超声换能器的探头置于Fe₃O₄涂层上；步骤三：使用电磁超声检测装置对被测试件进行无损检测。本发明中涂层由Fe₃O₄粉末和电绝缘胶制作而成，成本低廉；涂层的制作和涂抹工艺简单，操作方便。在大面积的粘贴或喷涂磁致伸缩材料，对试件进行大区域扫查时，本发明优势明显。本发明中换能过程发生在涂层中，因此对被测试件没有任何要求，可以实现电磁超声对非金属材料的无损检测，拓宽了电磁超声换能器应用场景。

技术领域

本发明属于超声无损检测技术领域，涉及一种提高电磁超声换能器检测性能的方法，具体涉及一种使用Fe₃O₄涂层提升电磁超声换能器检测性能的方法。

背景技术

无损检测是在不损伤材料的前提下研究其内部和表面有无缺陷的手段。超声检测是一种重要的无损检测技术，由于它使用便捷、穿透能力强、对人体无害，已广泛应用于现代工业许多领域中，以保证材料或产品的质量、性能和可靠性。

超声检测中最常用的是压电换能器，探头中的压电晶片可以完成电能和机械能之间的相互转换，转换效率高，检测信号的信噪比大。但是，需要通过耦合剂来传递探头和试件之间的振动。电磁超声换能器（Electromagnetic Acoustic Transducer, 简称 EMAT）是通过电磁耦合直接在被测试件内产生超声波，其最大的优势是非接触、无需耦合剂，因此常用来进行缺陷的快速扫查。但是电磁耦合的方式也限定了被测试件必须为金属材料，因此，对于塑料、玻璃、陶瓷等非金属材料的检测无法使用EMAT。基于洛伦兹力机理的电磁耦合换能效率较低，与压电超声换能器相比，EMAT的信号幅值通常低一个数量级，导致在高噪声的环境下或探头与试件之间有大提离的情况下无法使用。基于磁致伸缩机理的电磁超声换能器最早用于检测铁磁性材料，其换能效率受到被测试件的磁致伸缩系数影响。近些年，学者们将具有高磁致伸缩性能的材料粘贴或喷涂在被测试件表面，借助这些材料产生振动，再传到试件内，进行超声检测。文献[Development of an omni-directional shear-horizontal wave magnetostrictive patch transducer for plates[J]. Ultrasonics,2013, 53(7): 1304-1308.]公开了一种基于磁致伸缩贴片的全向性SH波换能器；CN106498384 B、CN 105252011 B公开了Fe-Ga高性能的磁致伸缩涂层的制作方法。以上方法大大提升了电磁超声换能器的检测性能，但是现有的磁致伸缩片或涂层造价昂贵，且制作工艺复杂，并没有在工业检测中大量使用。

发明内容

鉴于以上存在问题，本发明提供了的目的是提供一种基于Fe₃O₄涂层的电磁超声检测性能提高方法。该方法在检测前，先对被测试件涂抹Fe₃O₄涂层，来提高电磁超声换能器的检测性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于Fe₃O₄涂层的电磁超声检测性能提高方法，包括如下步骤：

步骤一：将Fe₃O₄涂层涂到被测试件的表面上；

步骤二：静置30min以上，待涂层风干并与被测试件粘合牢靠后，将电磁超声换能器的探头置于Fe₃O₄涂层上；

步骤三：使用电磁超声检测装置对被测试件进行无损检测。

本发明中，所述Fe₃O₄涂层的制作步骤如下：