本實用新型涉及電磁超聲換能器設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種用于棒材探傷的多通道表面波電磁超聲換能器。

背景技術(shù)：

電磁超聲傳感器是一種新型的超聲發(fā)射接收裝置。一般來說換能器置于金屬表面上方時，一個通以交變電流的線圈，此線圈將產(chǎn)生一個交變磁場，而金屬表面相當(dāng)于一個整體導(dǎo)電回路，因此金屬表面將感應(yīng)出渦電流。其頻率同線圈中的電流頻率一致，方向與線圈電流相反，此電流在恒定磁場下將在金屬表面產(chǎn)生交變的洛倫茲力，力的方向可以通過左手定則來判定。交變的洛倫茲力將在金屬表面產(chǎn)生交變的應(yīng)力，金屬介質(zhì)在交變應(yīng)力的作用下將產(chǎn)生超聲波。此應(yīng)力超聲波以縱波和橫波在鋼坯內(nèi)傳播。與此相反，由于此效應(yīng)呈現(xiàn)可逆性，缺陷或底面返回聲壓使質(zhì)點的振動在磁場作用下也會使線圈兩端的電壓發(fā)生變化，因此可以通過接收裝置進行接收、放大、處理、顯示等。

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；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；易受噪音、電磁、被測物表面氧化鐵皮等雜物、探頭傾角隨機偏離等各種因素干擾影響；換能器殼體大多采用粘結(jié)陶瓷板工藝，耐碰撞性較差；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棒材探傷的多通道表面波電磁超聲換能器換能器，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：一種用于棒材探傷的多通道表面波電磁超聲換能器，包括換能器主殼體(1)、金屬屏蔽保護板(2)、軟磁體(3)、非金屬線圈保護板(4)、電纜壓線板(5)、電纜壓線塊(6)、電纜組件(7)、電纜接口(8)；所述金屬屏蔽保護板(2)與換能器主殼體(1)通過螺絲固定；所述換能器主殼體(1)的一側(cè)設(shè)有電纜壓線板(5)，且通過螺絲固定；所述電纜壓線板(5)的一側(cè)設(shè)有電纜壓線塊(6)，且電纜壓線塊(6)通過螺絲固定在換能器主殼體(1)上；所述電纜壓線板(5)和電纜壓線塊(6)下方壓有電纜組件(7)；其特征在于：所述換能器主殼體(1)的另一側(cè)設(shè)有非金屬線圈保護板(4)，且通過膠水粘合；所述金屬屏蔽保護板(2)下側(cè)設(shè)有軟磁體(3)，且通過膠水粘合；所述軟磁體(3)下側(cè)設(shè)有多通道電磁線圈(9)，且通過膠水粘合；所述多通道電磁線圈(9)與非金屬線圈保護板(4)通過膠水粘合；所述多通道電磁線圈(9)包括初級1號線圈(10)和次級2號線圈(11)；所述初級1號線圈(10)和次級2號線圈(11)均為矩形曲折結(jié)構(gòu)，且1號線圈(10)與次級2號線圈(11)交叉放置；所述初級1號線圈(10)為0.2mm漆包線繞制，且繞制匝數(shù)為6匝；所述次級2號線圈(11)為0.06mm漆包線繞制，且繞制匝數(shù)為20匝。

進一步，所述換能器主殼體(1)表面噴涂有非金屬耐磨涂層(12)。

進一步，所述初級1號線圈(10)的工作電感量在(2.0～3.5)uH之間，工作直流阻抗在(1.2～2.5)Ω之間，次級2號線圈(11)的工作電感量在(5.0～12.0)uH之間，工作直流阻抗在(3～10)Ω之間，多通道電磁線圈(9)工作頻率在(0.5～1.2)MHZ之間。

進一步，所述初級1號線圈(10)和次級2號線圈(11)之間由膠水粘合，且次級2號線圈(11)壓在初級1號線圈(10)的上方。

進一步，所述電纜組件(7)尾端設(shè)有電纜接口(8)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：該用于棒材探傷的多通道表面波電磁超聲換能器的多通道電磁線圈采用漆包線繞制，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，區(qū)分不同的初級線圈和次級線圈，采用激勵和接收部分分體式設(shè)計，使得靈敏度相對于PCB印制方式可提高一倍以上；換能器殼體表面噴涂非金屬耐磨涂層，在使用過程中不會損傷鋼管和鋼棒，不會造成金屬和金屬摩擦的噪音干擾；換能器采用軟磁體接觸多通道電磁線圈，既可以提高導(dǎo)磁性，又可以減小多通道電磁線圈的渦流損耗，提高信號靈敏度；初級線圈和次級線圈直流阻抗小，損耗低，更適合激勵信號重復(fù)頻率快的表面波檢測。

附圖說明

圖1為本實用新型的剖視圖；

圖2為本實用新型的立體圖；

圖3為本實用新型的局部放大圖；

圖4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-金屬屏蔽保護板；3-軟磁體；4-非金屬線圈保護板；5-電纜壓線板；6-電纜壓線塊；7-電纜組件；8-電纜接口；9-多通道電磁線圈；10-初級1號線圈；11-次級2號線圈；12-非金屬耐磨涂層。

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的范圍。

請參閱圖1，圖2，圖3和圖4本實用新型提供一種技術(shù)方案：一種用于棒材探傷的多通道表面波電磁超聲換能器，包括換能器主殼體1、金屬屏蔽保護板2、軟磁體3、非金屬線圈保護板4、電纜壓線板5、電纜壓線塊6、電纜組件7、電纜接口8；金屬屏蔽保護板2與換能器主殼體1通過螺絲固定，且優(yōu)選的換能器主殼體1表面噴涂有非金屬耐磨涂層12；換能器主殼體1的一側(cè)設(shè)有電纜壓線板5，且通過螺絲固定；電纜壓線板5的一側(cè)設(shè)有電纜壓線塊6，且電纜壓線塊6通過螺絲固定在換能器主殼體1上；電纜壓線板5和電纜壓線塊6下方壓有電纜組件7，且優(yōu)選的電纜組件7尾端設(shè)有電纜接口8；換能器主殼體1的另一側(cè)設(shè)有非金屬線圈保護板4，且通過膠水粘合；金屬屏蔽保護板2下側(cè)設(shè)有軟磁體3，且通過膠水粘合；軟磁體3下側(cè)設(shè)有多通道電磁線圈9，且通過膠水粘合；多通道電磁線圈9與非金屬線圈保護板4通過膠水粘合；

另一方面，多通道電磁線圈9包括初級1號線圈10和次級2號線圈11；初級1號線圈10和次級2號線圈11均為矩形曲折結(jié)構(gòu)，且優(yōu)選的1號線圈(10)與次級2號線圈(11)交叉放置；初級1號線圈10為0.2mm漆包線繞制，且繞制匝數(shù)為6匝；次級2號線圈11為0.06mm漆包線繞制，且繞制匝數(shù)為20匝；其中，初級1號線圈10的工作電感量在(2.0～3.5)uH之間，工作直流阻抗在(1.2～2.5)Ω之間，次級2號線圈11的工作電感量在(5.0～12.0)uH之間，工作直流阻抗在(3～10)Ω之間，整個多通道電磁線圈9工作頻率在(0.5～1.2)MHZ之間；初級1號線圈10和次級2號線圈11之間由膠水粘合，且次級2號線圈11壓在初級1號線圈10的上方。

本實用新型在設(shè)計時：換能器主殼體1的底面呈弧形結(jié)構(gòu)，采用外置式磁鐵提供磁場，可方便組裝，維護，現(xiàn)場使用不易吸附雜質(zhì)，可檢測棒材的直徑范圍在20-90mm，換能器主殼體1表面噴涂非金屬耐磨涂層12可以保護鋼管和鋼棒，不會造成金屬和金屬之間摩擦的噪音干擾；電纜壓線板5用來保護電纜組件7不收損傷；電纜壓線塊6用來壓制電纜組件7，使其固定牢靠。

在這里，多通道電磁線圈9由于制作工藝難和尺寸小的原因，需要重點保護，所以安排了非金屬線圈保護板4用來保護多通道電磁線圈9不受損傷；而且多通道電磁線圈9在工作時懼怕信號干擾，所以這里用金屬屏蔽保護板2來屏蔽干擾信號；讓軟磁體3接觸多通道電磁線圈9，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；另外，多通道電磁線圈9由兩個曲折線圈粘合而成，分別為初級1號線圈10和次級2號線圈11，它采用漆包線繞制，且通過初級1號線圈10和次級2號線圈11實現(xiàn)激勵和接收部分分體式設(shè)計，使得靈敏度相對于PCB印制方式可提高一倍以上，多通道電磁線圈9制在一個傳感器內(nèi)，每個線圈都是一個獨立的通道，形成多通道，它可以通過電產(chǎn)生磁場，形成洛侖茲力，再產(chǎn)生超聲表面波檢測，反射信號再逆向處理被接收回，形成判定信息。

在工作時，將換能器安裝至特定的檢測設(shè)備上，當(dāng)鋼棒等工件運送至檢測區(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)生電磁超聲表面波來檢測棒材的內(nèi)外表面的缺陷。

在實際情況下，多通道電磁線圈的阻抗和電感與頻率是負相關(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。

該用于棒材探傷的多通道表面波電磁超聲換能器的多通道電磁線圈采用漆包線繞制，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，區(qū)分不同的初級線圈和次級線圈，采用激勵和接收部分分體式設(shè)計，使得靈敏度相對于PCB印制方式可提高一倍以上；換能器殼體表面噴涂非金屬耐磨涂層，在使用過程中不會損傷鋼管和鋼棒，不會造成金屬和金屬摩擦的噪音干擾；換能器采用軟磁體接觸多通道電磁線圈，既可以提高導(dǎo)磁性，又可以減小多通道電磁線圈的渦流損耗，提高信號靈敏度；初級線圈和次級線圈直流阻抗小，損耗低，更適合激勵信號重復(fù)頻率快的表面波檢測。

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。