專利名稱：Emat發(fā)射探頭的聲發(fā)射激發(fā)裝置的制作方法
技術領域：
EMAT發(fā)射探頭的聲發(fā)射激發(fā)裝置是EMAT無損探傷技術原理性的創(chuàng)新應用與發(fā)展。將EMAT發(fā)射探頭布置在需復檢和重點檢測區(qū)域的上方，通以高頻、高幅值的脈沖正弦波激勵電壓，通過能量聚焦的激勵電壓在待檢測區(qū)域上激發(fā)高能渦流，利用鐵磁材料的磁致伸縮力和洛倫茲力激發(fā)缺陷自身發(fā)出聲發(fā)射信號實現缺陷的無損探測和評估，此裝置可以有效地提高EMAT對活動缺陷、局部閉合缺陷和微細裂紋的檢測能力，具有良好的工業(yè)應用價值。
背景技術：
隨著制造技術的發(fā)展，要求材料在高溫、高壓、高速度和高負荷下有很好的性能和可靠性，這使得傳統(tǒng)的EMAT技術很難滿足無損探傷檢測的檢測速度和檢測靈敏度需求，聲發(fā)射技術以其高靈敏性和動態(tài)監(jiān)測特性成為EMAT技術重要的補充技術，可以有效地提高 EMAT對活動缺陷、局部閉合缺陷和微細裂紋的檢測能力。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，使用普通的EMAT發(fā)射探頭，在缺陷(鐵磁材料的金屬薄板裂紋型表面缺陷)處激發(fā)聲發(fā)射信號，從而實現對活動缺陷、局部閉合缺陷和微細裂紋的檢測。EMAT發(fā)射探頭的激勵電流自起點至最大幅值，以等差數列的形式分布，通過分析聲發(fā)射信號與不用激勵電流的關系對缺陷進行判定。本發(fā)明采用的技術方案是信號產生器(2)，功率放大裝置(3)，阻抗匹配器，EMAT 發(fā)射探頭(4)，EMAT接受探頭。信號產生器(2)由一個單片機組成的控制回路和一個DDS芯片組成的信號回路組成，為后面的功率放大裝置(3)提供頻率準確的驅動端高頻脈沖輸入信號。功率放大裝置(3)為一個D類全橋逆變功率放大器，為后面的變壓器提供低畸變的交變電壓，經變壓器放大的交變電壓通過阻抗匹配器為諧振電容和EMAT發(fā)射探頭組成的諧振回路提供能量。EMAT發(fā)射探頭⑷，為一個低頻段的EMAT探頭，使用印刷電路板技術在電路板上制作回折線圈，使用永磁體提高聲發(fā)射效應，在接觸面上覆蓋一層耐磨的復合材料。EMAT接受探頭采用和EMAT相同的結構組成，一對一發(fā)一收模式的信號激勵與接收系統(tǒng)。


圖I是本發(fā)明的整體結構框圖；圖2是信號產生器原理圖；圖3是優(yōu)化設計后的功率放大裝置；圖4是EMAT發(fā)射探頭的原理圖。
具體實施例方式下面結合實例和附圖對EMAT發(fā)射探頭的聲發(fā)射激發(fā)裝置作出詳細說明。如圖I所示，將220v的交流電經過整流實現190v的直流輸出給功率放大裝置
(3)，通過信號產生器(2)控制功率放大裝置(3)將其逆變?yōu)榻涣麟妷?，經變壓器升壓后，成為阻抗匹配器的輸入電壓。諧振電容和EMAT發(fā)射探頭組成的諧振回路經阻抗匹配器進行阻抗匹配后為變壓器的負載。加載到諧振回路中得到的正弦電壓經EMAT發(fā)射探頭(4)在金屬板上激發(fā)渦流產生聲發(fā)射信號，使用EMAT接受探頭采集信號并輸出到前置放大器，實現渦流激勵聲發(fā)射信號。如圖2所示，來自鍵盤或者電腦的信號經單片機接收后轉為DDS芯片的控制信號實現穩(wěn)定的高頻控制信號輸出來驅動功率放大裝置(3)。如圖3所示，一個D類全橋逆變功率放大裝置通過Q1、Q2、Q3和Q4的交替開通和關斷將190V直流逆變?yōu)榻蛔冸妷?，為后面的變壓器提供低畸變的交變電壓，經變壓器放大的交變電壓通過阻抗匹配器為諧振電容和EMAT發(fā)射探頭組成的諧振回路提供能量。如圖4所示，EMAT發(fā)射探頭為一個低頻段的EMAT探頭，使用印刷電路板技術在電路板上制作回折線圈，使用永磁體提高聲發(fā)射效應，在接觸面上覆蓋一層耐磨的復合材料。
權利要求
1.EMAT發(fā)射探頭的聲發(fā)射激發(fā)裝置，其特征在于設置有信號產生器(2)，功率放大裝置⑶，阻抗匹配器，EMAT發(fā)射探頭⑷，EMAT接受探頭。
2.根據權利要求I所述的EMAT發(fā)射探頭的聲發(fā)射激發(fā)裝置，其特征還在于，將220v的交流電經過整流實現190v的直流輸出給功率放大裝置(3)，通過信號產生器(2)控制功率放大裝置(3)將其逆變?yōu)榻涣麟妷?，經變壓器升壓后，成為阻抗匹配器的輸入電壓；諧振電容和EMAT發(fā)射探頭組成的諧振回路經阻抗匹配器進行阻抗匹配后為變壓器的負載；加載到諧振回路中得到的正弦電壓經EMAT發(fā)射探頭(4)在金屬板上激發(fā)渦流產生聲發(fā)射信號， 使用EMAT接受探頭采集信號并輸出到前置放大器，實現渦流激勵聲發(fā)射信號。
3.根據權利要求I所述的EMAT發(fā)射探頭的聲發(fā)射激發(fā)裝置，其特征還在于，EMAT發(fā)射探頭的激勵電流自起點至最大幅值，以等差數列的形式分布，通過分析聲發(fā)射信號與不用激勵電流的關系對缺陷進行判定。
4.根據權利要求I所述的EMAT發(fā)射探頭的聲發(fā)射激發(fā)裝置，其特征還在于，一個D類全橋逆變功率放大裝置通過Ql、Q2、Q3和Q4的交替開通和關斷將190V直流逆變?yōu)榻蛔冸妷海瑸楹竺娴淖儔浩魈峁┑突兊慕蛔冸妷?，經變壓器放大的交變電壓通過阻抗匹配器為諧振電容和EMAT發(fā)射探頭組成的諧振回路提供能量。
全文摘要
本發(fā)明是EMAT發(fā)射探頭的聲發(fā)射激發(fā)裝置，包括有信號產生器，功率放大裝置，阻抗匹配器，EMAT發(fā)射探頭，EMAT接受探頭。本發(fā)明使用普通的EMAT發(fā)射探頭，可以在缺陷(鐵磁材料的金屬薄板裂紋型表面缺陷)處激發(fā)聲發(fā)射信號，從而實現缺陷的無損探測和評估。將EMAT發(fā)射探頭布置在需復檢和重點檢測區(qū)域的上方，通以高頻高幅值的脈沖正弦波激勵電壓，通過能量聚焦的激勵電壓在待檢測區(qū)域上激發(fā)高能渦流，利用鐵磁材料的磁致伸縮力和洛倫茲力激發(fā)缺陷自身發(fā)出聲發(fā)射信號實現缺陷的無損探測和評估，此裝置可以有效地提高EMAT對活動缺陷、局部閉合缺陷和微細裂紋的檢測能力，具有良好的工業(yè)應用價值。
文檔編號G01N29/24GK102590353SQ20121000765
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權日2012年1月12日
發(fā)明者劉素貞, 張獻, 張闖, 李勁松, 李陽, 楊慶新, 金亮 申請人:天津工業(yè)大學