本實用新型涉及電磁超聲換能器設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種用于圓形金屬物體探傷的橫波斜入式電磁超聲換能器。

背景技術(shù)：

電磁超聲無損檢測技術(shù)起源于20世紀(jì)中葉。它通過在電磁超聲換能器(EMAT)線圈中通入高頻交變電流，然后在金屬試件內(nèi)部產(chǎn)生渦流，渦流在外部磁場的作用下產(chǎn)生力的作用使金屬內(nèi)部的微粒產(chǎn)生振動進(jìn)而產(chǎn)生超聲波，超聲波在遇到缺陷時會發(fā)生反射或散射，通過接收反射或透射的超聲波可以判斷缺陷的大小和位置，達(dá)到探傷的目的。

目前用于棒材探傷的換能器常見是壓電超聲換能器，壓電換能器使用過程中存在需要耦合劑，目前常用的是純凈水做耦合劑，造成水資源損耗浪費；且現(xiàn)有的產(chǎn)品多采用接觸測量對被檢測表面要求高，而且換能器易損耗壽命低，它們易受噪音、電磁、被測物表面氧化鐵皮等雜物、探頭傾角隨機(jī)偏離等各種因素干擾影響，而且在線圈制作工藝上要求較低，無法保證靈敏度高的情況下還使得外形結(jié)構(gòu)更小巧。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種用于圓形金屬物體探傷的橫波斜入式電磁超聲換能器，它能有效的解決背景技術(shù)中存在的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：一種用于圓形金屬物體探傷的橫波斜入式電磁超聲換能器，包括換能器主殼體(1)、電纜壓線板(3)、電纜壓線塊(4)、電纜組件(5)、金屬屏蔽保護(hù)板(8)、軟磁體(9)；其特征在于：所述換能器主殼體(1)一側(cè)設(shè)有電纜組件(5)，所述電纜組件(5)上側(cè)壓有電纜壓線塊(4)，所述電纜壓線塊(4)通過螺絲固定在換能器主殼體(1)上；所述電纜壓線塊(4)一側(cè)設(shè)有電纜壓線板(3)，且電纜壓線板(3)通過螺絲固定在換能器主殼體(1)上；所述換能器主殼體(1)表面中央位置設(shè)有換能器子單元(6)，所述換能器子單元(6)包括換能器子單元主殼體(7)、金屬屏蔽保護(hù)板(8)、軟磁體(9)、電磁線圈(10)、耐磨陶瓷保護(hù)靴(11)、電纜接線(12)、換能器子單元保護(hù)板(13)；所述換能器子單元主殼體(7)上側(cè)設(shè)有電磁線圈(10)，且通過膠水粘合；所述電磁線圈(10)上側(cè)設(shè)有軟磁體(9)，且通過膠水粘合；所述軟磁體(9)兩側(cè)設(shè)有耐磨陶瓷保護(hù)靴(11)，且通過膠水粘合；所述軟磁體(9)上側(cè)設(shè)有金屬屏蔽保護(hù)板(8)，且通過膠水粘合；所述電纜接線(12)通過膠水粘合到換能器子單元主殼體(7)上；所述換能器子單元主殼體(7)兩側(cè)分別設(shè)有1個換能器子單元保護(hù)板(13)，且換能器子單元主殼體(7)通過螺絲固定到換能器主殼體(1)上。

進(jìn)一步，所述電纜組件(5)由電纜接線(12)組成，且電纜組件(5)尾端設(shè)有電纜接口(14)。

進(jìn)一步，所述換能器子單元(6)的材質(zhì)為合成塑料，且換能器子單元(6)的數(shù)量可以有2～16個，且分別在靠外邊2個換能器子單元(6)的一端設(shè)有1個鎢鋼耐磨塊(2)，且換能器子單元(6)通過螺絲固定在換能器主殼體(1)上。

進(jìn)一步，所述換能器子單元(6)兩側(cè)分別設(shè)有2根電纜接線(12)。

進(jìn)一步，所述電磁線圈(10)的工作初級電感量在(0.5～5)uH之間，工作初級直流阻抗在(0.2～3)Ω之間，工作次級電感量在(2～30)uH之間，工作次級直流阻抗在(1～10)Ω之間，工作頻率在(0.5～1.9)MHZ之間。

進(jìn)一步，所述電磁線圈(10)包括1號線圈(15)和2號線圈(16)，且1號線圈(15)和2號線圈(16)交叉放置。

進(jìn)一步，所述1號線圈(15)和2號線圈(16)的線圈數(shù)量有2N根，N為大于2的整數(shù)，且1號線圈(15)和2號線圈(16)從中心線分是對稱的。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：該用于圓形金屬物體探傷的橫波斜入式電磁超聲換能器采用漆包線繞制方式來制作線圈，在提升了靈敏度的情況下還使得線圈小巧，方便了換能器的小型化；換能器子單元模塊殼體采用合成塑料，材質(zhì)牢固，不易破裂，使用壽命更長，且塑料在使用過程中不會損傷探測物，不會產(chǎn)生噪音干擾；換能器中安裝有鎢鋼耐磨塊和陶瓷片，增加換能器耐磨特性，延長使用壽命；換能器采用軟磁體接觸電磁線圈，既可以提高導(dǎo)磁性，又可以減小電磁線圈的渦流損耗，提高信號靈敏度；采用橫波斜入式的方式可以有效的檢測到檢測物靠近表面的缺陷。

附圖說明

圖1為本實用新型的俯視圖；

圖2為本實用新型的立體圖；

圖3為本實用新型的局部剖視圖；

圖4為本實用新型的局部立體圖；

圖5為本實用新型的局部放大圖；

圖6為本實用新型的局部放大圖；

附圖標(biāo)記中：1-換能器主殼體；2-鎢鋼耐磨塊；3-電纜壓線板；4-電纜壓線塊；5-電纜組件；6-換能器子單元；7-換能器子單元主殼體；8-金屬屏蔽保護(hù)板；9-軟磁體；10-電磁線圈；11-耐磨陶瓷保護(hù)靴；12-電纜接線；13-換能器子單元保護(hù)板；14-電纜接口；15-1號線圈；16-2號線圈。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

請參閱圖1，圖2，圖3，圖4和圖5，本實用新型提供一種技術(shù)方案：一種用于圓形金屬物體探傷的橫波斜入式電磁超聲換能器，包括換能器主殼體1、電纜壓線板3、電纜壓線塊4、電纜組件5、金屬屏蔽保護(hù)板8、軟磁體9；換能器主殼體1一側(cè)設(shè)有電纜組件5，其中，電纜組件5由電纜接線12組成，且優(yōu)選的電纜組件5尾端設(shè)有電纜接口14，電纜組件5上側(cè)壓有電纜壓線塊4，電纜壓線塊4通過螺絲固定在換能器主殼體1上；電纜壓線塊4一側(cè)設(shè)有電纜壓線板3，且優(yōu)選的電纜壓線板3通過螺絲固定在換能器主殼體1上。

另一方面，換能器主殼體1表面中央位置設(shè)有換能器子單元6，換能器子單元6包括換能器子單元主殼體7、金屬屏蔽保護(hù)板8、軟磁體9、電磁線圈10、耐磨陶瓷保護(hù)靴11、電纜接線12、換能器子單元保護(hù)板13，其中，換能器子單元6的材質(zhì)為合成塑料，且換能器子單元6的數(shù)量可以有2～16個，且分別在靠外邊2個換能器子單元6的一端設(shè)有1個鎢鋼耐磨塊2，且換能器子單元6通過螺絲固定在換能器主殼體1上，另外，換能器子單元6兩側(cè)分別設(shè)有2根電纜接線12；換能器子單元主殼體7上側(cè)設(shè)有電磁線圈10，且通過膠水粘合，其中，電磁線圈10在實際工作時的工作初級電感量在(0.5～5)uH之間，工作初級直流阻抗在(0.2～3)Ω之間，工作次級電感量在(2～30)uH之間，工作次級直流阻抗在(1～10)Ω之間，工作頻率在(0.5～1.9)MHZ之間；電磁線圈10包括1號線圈15和2號線圈16，且1號線圈15和2號線圈16交叉放置，1號線圈15和2號線圈16的線圈數(shù)量有2N根，N為大于2的整數(shù)，且優(yōu)選的1號線圈15和2號線圈16從中心線分是對稱的；電磁線圈10上側(cè)設(shè)有軟磁體9，且通過膠水粘合；軟磁體9兩側(cè)設(shè)有耐磨陶瓷保護(hù)靴11，且通過膠水粘合；軟磁體9上側(cè)設(shè)有金屬屏蔽保護(hù)板8，且通過膠水粘合；電纜接線12通過膠水粘合到換能器子單元主殼體7上；換能器子單元主殼體7兩側(cè)分別設(shè)有1個換能器子單元保護(hù)板13，且換能器子單元主殼體7通過螺絲固定到換能器主殼體1上。

請參閱圖1和圖4，換能器子單元6可以根據(jù)實際情況來確定數(shù)量，當(dāng)用到最少的數(shù)量2個的時候，則每個電纜組件5可以由4根電纜接線12組成，每個電纜組件5擁有8個通道，當(dāng)沒有多的電纜接線12的時候電纜組件的通道可以空余閑置；而電纜壓線板3和電纜壓線塊4的數(shù)量與電纜組件5的數(shù)量是一致的；可以簡單的來說，1個電纜組件5，1個電纜壓線板，1個電纜壓線塊4組成一個配套整體。

本實用新型在設(shè)計時：鎢鋼耐磨塊2的材質(zhì)為鎢鋼，踏設(shè)置在換能器子單元6的兩側(cè)，可以增強(qiáng)整個換能器的耐磨特性；用到電纜壓線板3和電纜壓線塊4一方面很好地保護(hù)了電纜組件5，另外可以壓制電纜組件5，使其固定牢靠；電磁線圈10在工作時懼怕干擾信號，所以這里用金屬屏蔽保護(hù)板8來屏蔽干擾信號；軟磁體9接觸電磁線圈10，既可以提高導(dǎo)磁性，又可以減小線圈的渦流損耗，提高信號靈敏度；電磁線圈10是由1號線圈15和2號線圈16組成，構(gòu)成激勵和接收部分分體式設(shè)計，因此靈敏度相對于PCB印制方式可提高一倍以上，其直流阻抗小，損耗低，更易適合激勵信號重復(fù)頻率快的在線檢測，而其設(shè)計方面，采用漆包線繞制方式，類似蛇形，在保證靈敏度高的情況下，更適合把外形結(jié)構(gòu)做的更小，方便與換能器的小型化，電磁線圈10在工作時可以通過電產(chǎn)生磁場，形成洛侖茲力，再產(chǎn)生超聲波檢測，反射信號再逆向處理被接收回，形成判定信息；耐磨陶瓷保護(hù)靴11的材質(zhì)為陶瓷，增加了換能器子單元7的耐磨性，當(dāng)與被測物接觸的時候有耐磨陶瓷保護(hù)靴11的保護(hù)可以減小磨損；在換能器子單元7的左右兩側(cè)各安裝了一個換能器子單元保護(hù)板13，又可以進(jìn)一步的保護(hù)換能器子單元7的安全。

在工作時：將換能器安裝至特定的檢測設(shè)備上，當(dāng)圓形金屬工件運送至檢測區(qū)后，換能器自動下降至工件表面契合，并開始檢測，通過激勵裝置產(chǎn)生電磁超聲來檢測檢測物靠近表面的內(nèi)部缺陷。

在實際情況下，電磁線圈的阻抗和電感與頻率是負(fù)相關(guān)的關(guān)系，當(dāng)阻抗和電感取值越大時，頻率取值會越低，當(dāng)阻抗和電感取值越小時，頻率取值會越高。而頻率的高低主要是影響檢測的波長，高頻波長短，適合于檢測較薄的，材質(zhì)晶粒較好的工件，低頻波長長，適合于檢測較厚，材質(zhì)晶粒粗大的工件。

該用于圓形金屬物體探傷的橫波斜入式電磁超聲換能器采用漆包線繞制方式來制作線圈，在提升了靈敏度的情況下還使得線圈小巧，方便了換能器的小型化；換能器子單元模塊殼體采用合成塑料，材質(zhì)牢固，不易破裂，使用壽命更長，且塑料在使用過程中不會損傷探測物，不會產(chǎn)生噪音干擾；換能器中安裝有鎢鋼耐磨塊和陶瓷片，增加換能器耐磨特性，延長使用壽命；換能器采用軟磁體接觸電磁線圈，既可以提高導(dǎo)磁性，又可以減小電磁線圈的渦流損耗，提高信號靈敏度；采用橫波斜入式的方式可以有效的檢測到檢測物靠近表面的缺陷。

盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。