[实用新型]电磁超声换能器

说明书

本实用新型属声弹性技术和无损检测领域，特别适用于电磁超声换能器场合。

声弹性技术是一种实测固体原件内部应力的新技术。当固体内部应力发生变化时，超声在固体内的传播时间发生变化，根据该时间的变化，推算出超声声速的改变，从而推算出固体内部应力的变化情况。该技术通常要应用两列偏振方向互相正交且垂直入射的横波方法实施，现有的测试中，均采用压电式换能器，如专利号为90217538.6的《垂直入射可测角横波换能器》。但该专利存在如下不足之处：①必须打磨工件测点表面，使换能器与工件密贴；②换能器与工件间耦合剂的存在会影响超声传播时间测量的精确度，由此造成的应力测量误差可能超过100％；⑧旋转探头改变入射横波的偏振方向时，会改变耦合剂厚度，再次造成测量误差；④耦合剂的存在造成污染。

针对上述现有技术存在的缺点，本实用新型的目的是提供一种使用方便，不需耦合剂，测量精确度高，放置测点上后毋需再转动的正交偏振垂直入射电磁超声横波换能器。

本实用新型的工作原理为，通以高频电流的直导线靠近金属工件时，工件表面会感应产生相应的高频涡流，涡流在恒定的外磁场作用下感受交变的洛仑兹力，形成超声。当所加恒定磁场方向与工件表面垂直时，工件表面上就激发出偏振方向与直导线方向垂直的超声横波(图1(a))，当直导线方向改变90°时，所产生横波的偏振方向也随之改变90°(图1(b))。

本实用新型通过以下技术措施实施，它由永磁体(1)及粘合(1)上的线圈(2)和另一个相同线圈(3)构成，线圈(2)与(3)在面内相互错位90°，它们均被屏蔽罩(4)罩蔽在内，屏蔽罩(4)的前端开有方形窗孔，(5)为环氧树脂，(6)为三芯航空插头。所述线圈(2)与(3)中，每个线圈由两个相同的匝数为10匝的分离子线圈串连而成，线圈呈矩形，两个线圈互成90°方向前后叠置，中心部分(abcd)面对屏蔽窗孔。

本实用新型的优点为：(一)不需打磨工件测点表面，无需耦合剂，可避免由此影响超声传播时间测量的精确性。(二)因本装置工作时不需旋转探头，因此不会出现在旋转探头改变入射横波的偏振方向时因改变耦合剂厚度，再次出现测量误差的问题。(三)不存在耦合剂污染问题。(四)本技术还可适用于无损检测场合。

附图说明如下：

附图1(a)换能器工作原理图

    1(b)换能器工作原理图

附图2换能器结构原理图

附图3为附图2的仰视图

附图4线圈结构原理图

结合附图对本实用新型进一步说明如下：永磁体1是一种具有10KG以上剩磁以及20MGOe以上最大磁能积的稀土永磁材料或钕铁硼永磁体，其上粘合有两个结构相同但错位90°的线圈2和3，它们被屏蔽在屏蔽罩4内，屏蔽罩4由紫铜制成，前端开有小方形窗孔，使线圈2与3的中心部分导线内的交变电流能在工件上产生感应涡流。各部件用环氧树脂5充填固结。6为三芯航空插头。线圈2与3的结构与组合(图4)为每个线圈由两个相同的匝数为10匝的分离子线圈串连而成，导线圈呈矩形，两个线圈互成90°方向前后叠置，中心部分abcd正对屏蔽窗孔。线圈由激光光绘制版，再在聚脂材料为基底的铜泊上光刻制成，线圈尺寸为25×35mm²，厚度不超过0.15mm。