專利名稱：一種聲波無(wú)損檢測(cè)用磁致伸縮換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于磁-聲機(jī)械轉(zhuǎn)換和聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種聲波無(wú)損 檢測(cè)用磁致伸縮換能器。適用于基樁、錨桿、橋梁、建筑、混泥土結(jié)構(gòu)件等的聲波無(wú) 損檢測(cè)。
背景技術(shù)：
上世紀(jì)六十 七十年代開(kāi)發(fā)出的Tb-Dy-Fe系超磁致伸縮材料以及近年發(fā)現(xiàn)的 Fe-Ga系、Fe-Ga-Al系磁致伸縮材料在外磁場(chǎng)作用下能夠產(chǎn)生磁致應(yīng)變和力輸出現(xiàn)象， 是用于驅(qū)動(dòng)器件和聲換能器件的重要機(jī)電轉(zhuǎn)換材料。另一類應(yīng)變材料是壓電陶瓷材料， 它能夠在外電場(chǎng)作用下產(chǎn)生電致伸縮和力輸出現(xiàn)象，也是用于驅(qū)動(dòng)器和聲換能器的重 要機(jī)電轉(zhuǎn)換材料。與壓電陶瓷材料相比，磁致伸縮材料，特別是Tb-Dy-Fe系超磁致伸 縮材料具有比壓電陶瓷材料更高的應(yīng)變系數(shù)和更大的輸出力，其應(yīng)變系數(shù)是壓電陶瓷
的4 5倍，而且輸出力也遠(yuǎn)大于壓電陶瓷。并且磁致伸縮材料不需要預(yù)極化，不會(huì)發(fā) 生因過(guò)熱而產(chǎn)生材料失效，導(dǎo)致應(yīng)用器件和設(shè)備的失效問(wèn)題，因此具有很好的溫度可 靠性。而壓電陶瓷是需要預(yù)極化的，當(dāng)溫度升高后，預(yù)極化場(chǎng)會(huì)逐漸消退，材料的電 致伸縮性能會(huì)減弱和消失，最終導(dǎo)致應(yīng)用儀器和設(shè)備失效。此外，與壓電陶瓷材料相 比，磁致伸縮材料具有更好的機(jī)械力學(xué)特性，特別是Fe-Ga系、Fe-Ga-Al系磁致伸縮 材料具有很好的可加工性，可以通過(guò)機(jī)械和軋制加工成各種形狀或薄帶，而壓電陶瓷 材料不具有這樣的可加工性。
在公路、橋梁、大壩、房屋建筑等的無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，聲波技術(shù)檢測(cè)基樁、錨桿、 混泥土結(jié)構(gòu)件等的形狀、長(zhǎng)度尺寸、鋼筋分布以及內(nèi)部離析、裂紋、鋼筋銹蝕等缺陷 已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。在工程勘探領(lǐng)域，聲波檢測(cè)技術(shù)也得到廣泛的應(yīng)用，如井間測(cè) 量、地質(zhì)結(jié)構(gòu)探測(cè)等。在聲波檢測(cè)技術(shù)中都涉及到產(chǎn)生聲波的聲源。這些聲源分為由 磁致伸縮或電致伸縮驅(qū)動(dòng)器或換能器產(chǎn)生的可控聲源，和由人工錘擊、電火花、爆炸 等產(chǎn)生的不可控聲源。不可控聲源雖然功率大，傳播距離遠(yuǎn)，但它的破壞性、不可重 復(fù)性、不穩(wěn)定性以及無(wú)法測(cè)量聲時(shí)等使其應(yīng)用受到限制，并有逐漸被取代的趨勢(shì)。以 磁致伸縮材料或電致伸縮材料為驅(qū)動(dòng)部件的驅(qū)動(dòng)器或換能器不僅能夠發(fā)射音頻、超聲， 還能發(fā)射脈沖波，而且發(fā)射性能穩(wěn)定，重復(fù)性好、無(wú)破壞性的特點(diǎn)。由于可以采用計(jì) 算機(jī)控制觸發(fā)，因此除了能夠獲得聲傳播數(shù)據(jù)外，還能夠獲得聲時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，使得檢 測(cè)信息更加豐富和穩(wěn)定，提高了聲波無(wú)損檢測(cè)的可靠性。驅(qū)動(dòng)器或換能器的發(fā)聲原理 是通過(guò)其中的磁致或電致應(yīng)變材料在交流或脈沖磁場(chǎng)或電場(chǎng)作用下產(chǎn)生形變震蕩，使 驅(qū)動(dòng)器或換能器發(fā)出聲波或輸出振動(dòng)來(lái)完成電聲轉(zhuǎn)換過(guò)程的。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器或換能器中輸 入的是交流電源時(shí)，它發(fā)出連續(xù)聲波，而當(dāng)輸入是瞬時(shí)脈沖電源時(shí)，驅(qū)動(dòng)器或換能器 輸出一個(gè)脈沖振動(dòng)。
磁致伸縮材料與電致伸縮材料的驅(qū)動(dòng)器或換能器相比，由于磁致伸縮材料具有應(yīng) 變系數(shù)大、輸出力大、能量密度高、聲速低等特點(diǎn)，磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器或換能器可以做到更大的輸出功率，更小的換能器尺寸。此外，磁致伸縮材料的形變采用的是線圈磁 場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電壓低，而壓電陶瓷材料的形變采用的是電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電壓達(dá)到千伏 以上，絕緣和抗爆防護(hù)要求更高，對(duì)野外撿測(cè)作業(yè)電源的要求也高。因此磁致伸縮驅(qū) 動(dòng)器或換能器在聲波無(wú)損檢測(cè)，特別是大尺寸的檢測(cè)具有更好的表現(xiàn)。
中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?0128871. 7公開(kāi)了一種超聲換能器，該換能器用于超聲流量 計(jì)/或超聲流量測(cè)量。發(fā)明的特征是換能器采用壓電陶瓷電致應(yīng)變材料作為驅(qū)動(dòng)元件， 具有相對(duì)位置(間距)固定的一個(gè)頂端質(zhì)量和一個(gè)末端質(zhì)量，中間是可自由運(yùn)動(dòng)的振 動(dòng)質(zhì)量，振動(dòng)質(zhì)量?jī)蓚?cè)是極性相反布置的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)元件等構(gòu)成。在外加電場(chǎng)作用 下， 一側(cè)的壓電陶瓷元件伸長(zhǎng)，另一側(cè)的壓電陶瓷元件縮短，并且一側(cè)陶瓷元件的伸 長(zhǎng)量與另一側(cè)陶瓷元件的縮短量完全相等，以保持頂端質(zhì)量和末端質(zhì)量相對(duì)位置固定 不變。由于振動(dòng)質(zhì)量為自由結(jié)構(gòu)，換能器不會(huì)因末端質(zhì)量上安裝有負(fù)載質(zhì)量而改變換 能器的阻抗和諧振特性。能夠解決換能器的穩(wěn)定性和電源匹配的穩(wěn)定性問(wèn)題。但作為 以壓電陶瓷為驅(qū)動(dòng)材料，存在輸出功率小、輸出振幅小，驅(qū)動(dòng)電壓高等問(wèn)題，在防水、 絕緣處理上也存在一定的問(wèn)題，只能用于流量檢測(cè)等小功率的聲波檢測(cè)領(lǐng)域。
中國(guó)發(fā)明專利03118251.8，公開(kāi)了一種稀土超磁致伸縮多功能測(cè)井聲波發(fā)射震 源。該振源是一種采用磁致伸縮材料驅(qū)動(dòng)的換能器，屬于彎張性換能器中的一種。它 具有作為發(fā)聲板的兩個(gè)半圓形棒，中間夾持一個(gè)磁致伸縮元件，通過(guò)螺釘將兩個(gè)半圓 形的棒組合在一起，夾緊中間沿棒徑向放置的磁致伸縮元件，形成圓柱狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)通 過(guò)驅(qū)動(dòng)線圈對(duì)磁致伸縮元件施加驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)時(shí)，磁致伸縮材料產(chǎn)生形變，使夾持磁致伸 縮元件的半圓形棒發(fā)聲板產(chǎn)生彎張變形，發(fā)出聲波。在該結(jié)構(gòu)的換能器中，對(duì)磁致伸 縮材料的預(yù)應(yīng)力的施加是通過(guò)螺釘固定兩個(gè)半圓形棒(發(fā)聲板)調(diào)整對(duì)磁致伸縮材料 的預(yù)緊力，采用這種結(jié)構(gòu)是無(wú)法控制預(yù)緊力的大小。磁致伸縮材料的應(yīng)變特性及換能 器的輸出特性與磁致伸縮材料的壓力(預(yù)緊力)有關(guān)。在該發(fā)明的換能器中， 一方面是 磁致伸縮材料的預(yù)緊力的不同，使換能器的性能不同，另一方面，磁致伸縮材料在工 作狀態(tài)，材料的形變導(dǎo)致尺寸變化，使磁致伸縮元件的預(yù)緊力發(fā)生變化，換能器的性 能也會(huì)變化。此外，這種結(jié)構(gòu)需要采取特殊的包覆密封結(jié)構(gòu)，才能具有防水的能力。 這種結(jié)構(gòu)的換能器由于輸出的振幅小，只能用于連續(xù)發(fā)射的聲換能器。
中國(guó)實(shí)用新型專利ZL99217062.1公開(kāi)了一種超磁致伸縮地面聲波發(fā)射換能器， 采用磁致伸縮材料作為驅(qū)動(dòng)源，屬于夾心式換能器中的一種。換能器由磁致伸縮棒、 前蓋板和固定在前蓋板上的前輻射塊、壓塊、穿過(guò)壓塊對(duì)磁致伸縮材料施加預(yù)緊力的 拉桿以及外殼等組成。這種結(jié)構(gòu)通過(guò)外殼能夠?qū)崿F(xiàn)換能器的防水密封保護(hù)，但密封點(diǎn) 多、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。換能器中對(duì)磁致伸縮材料棒的預(yù)緊力施加是采用兩根剛性的拉桿 上的螺母旋緊，通過(guò)壓塊對(duì)磁致伸縮材料施加預(yù)緊力，由于兩根拉桿的拉緊力無(wú)法控 制， 一方面是不能控制預(yù)緊力的大小，另一方面是不能保證兩根拉桿的拉緊力一致， 導(dǎo)致壓塊不平衡，因此在這種預(yù)緊力結(jié)構(gòu)中，不僅不能控制磁致伸縮材料的預(yù)緊力， 而且由于壓塊的不平衡使磁致伸縮材料受到剪切力，很容易導(dǎo)致磁致伸縮材料破損。 同樣，這種剛性結(jié)構(gòu)的預(yù)緊力施加方式，在工作中會(huì)使磁致伸縮磁材料預(yù)緊力發(fā)生變 化，使換能器的性能不穩(wěn)定。用于聲波無(wú)損檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)器或換能器， 一般要求其輸出為單向輸出，也就是與被檢測(cè)對(duì)象接觸的一端為換能器的輸出端，換能器的振動(dòng)或聲 發(fā)射只從該端發(fā)射出來(lái)，而另一端無(wú)輸出或輸出小，這樣能夠提高換能器的效率。而 在上述換能器結(jié)構(gòu)中，在拉桿的限制下，磁致伸縮材料的形變， 一方面向壓塊輸出， 另一方面向前蓋板和前輻射塊輸出，因此前輻射塊獲得的形變輸出只占磁致伸縮材料 形變的一部分，換能器的能量損耗大，效率低。
中國(guó)實(shí)用新型專利ZL200620079516. 0，公開(kāi)了一種超磁致伸縮稀土縱振換能器， 采用磁致伸縮材料作為驅(qū)動(dòng)源，屬于磁致伸縮夾心式換能器中的一種。該換能器的結(jié) 構(gòu)特征是磁致伸縮材料和驅(qū)動(dòng)線圈安裝在一個(gè)殼體中，殼體的外部是一個(gè)施加預(yù)緊力 的圓柱螺旋壓縮彈簧，換能器外殼中有一個(gè)鑲嵌在外殼上的固定塊，固定塊上有若干 個(gè)預(yù)緊螺釘，通過(guò)預(yù)緊螺釘頂壓壓塊對(duì)磁致伸縮材料施加預(yù)緊力。同樣在該換能器的 結(jié)構(gòu)中無(wú)法控制預(yù)緊力的大小，換能器的一致性不好，而且在多個(gè)螺釘頂壓中不能保 證壓塊的平衡，容易使磁致伸縮材料受力不均衡，并使材料受到剪切力，易導(dǎo)致材料 受損，使換能器失效。該換能器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，也沒(méi)有防水結(jié)構(gòu)。
美國(guó)專利USP5510660公開(kāi)了一種磁致伸縮振動(dòng)發(fā)生系統(tǒng)，采用的形變材料為稀 土超磁致伸縮材料(美國(guó)商品名Terfenol-D)。該換能器也稱驅(qū)動(dòng)器，具有兩類形式， 一類是雙向輸出， 一類是單向輸出。單向輸出方式是在雙向輸出基礎(chǔ)上，將一端固定， 使換能器的輸出向另一端輸出，其結(jié)構(gòu)原理沒(méi)有改變。該換能器也屬于夾心式換能器 中的一種，它的特征結(jié)構(gòu)中包括磁致伸縮材料(產(chǎn)生形變)、永磁體(產(chǎn)生靜態(tài)偏置磁 場(chǎng))、線圈(產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng))、預(yù)緊力彈簧(對(duì)磁致伸縮材料施加預(yù)緊力)、彈簧座(與 磁致伸縮材料連接，向磁致伸縮材料傳遞預(yù)緊力，并將磁致伸縮材料的形變傳遞出來(lái))、 振動(dòng)質(zhì)量塊、殼體、基座等。磁致伸縮材料的預(yù)緊力的施加過(guò)程是通過(guò)帶有螺紋結(jié)構(gòu) 的彈簧調(diào)整塊(雙向輸出方式)或螺桿(單向輸出方式)和帶有螺紋結(jié)構(gòu)的殼體調(diào)整 相對(duì)位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。在預(yù)緊力調(diào)節(jié)中都不能實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)緊力大小的準(zhǔn)確控制或測(cè)量，因此 施加在磁致伸縮材料的預(yù)緊力是不能完全確定的，導(dǎo)致材料的輸出性能的不確定性， 由此換能器或振動(dòng)系統(tǒng)的一致性不能保證。此外，該換能器作為工業(yè)振源，對(duì)防水沒(méi) 有特殊要求，因此在結(jié)構(gòu)中也沒(méi)有防水密封結(jié)構(gòu)。作為驅(qū)動(dòng)源的稀土超磁致伸縮材料 是一種脆性的金屬間化合物，材料的抗折強(qiáng)度小于25MPa，在長(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)或沖擊條件 下容易破碎，導(dǎo)致?lián)Q能器損壞。在該發(fā)明的結(jié)構(gòu)中也沒(méi)有對(duì)材料的保護(hù)機(jī)構(gòu)。
因此，存在一種對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和發(fā)明改進(jìn)的技術(shù)要求，為無(wú)損檢測(cè)提供高性能、高 一致性、高可靠性，具有防水功能，滿足野外作業(yè)環(huán)境要求的換能器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種聲波無(wú)損檢測(cè)用磁致伸縮換能器。
一是，提供一種單向輸出結(jié)構(gòu)的磁致伸縮換能器，磁致伸縮材料的一端為固定端，
另一端是自由端，磁致伸縮材料產(chǎn)生形變伸縮時(shí)，只向一端輸出伸縮位移，提高換能
器的輸出振幅和能量，降低能量損耗。
二是，提供一種預(yù)緊力可控制和調(diào)整，對(duì)磁致伸縮材料施加預(yù)緊力均衡，不產(chǎn)生
剪切力的預(yù)緊力施加機(jī)構(gòu)，并能保持磁致伸縮材料工作時(shí)預(yù)緊力穩(wěn)定的方法，采用該
方法可以穩(wěn)定換能器性能、提高換能器性能一致性。三是，提供一種對(duì)換能器中磁致伸縮材料的保護(hù)方法，特別是對(duì)稀土超磁致伸縮 材料的保護(hù)，使磁致伸縮材料在長(zhǎng)期的沖擊振動(dòng)工作或換能器受到意外撞擊時(shí)，能保 護(hù)磁致伸縮材料不損壞，提高換能器的可靠性。
四是，提供一種具有防水、防潮能力，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的換能器，以適應(yīng)野外各種 作業(yè)環(huán)境。
五是，提供一種脈沖式、連續(xù)式振動(dòng)和聲波發(fā)生磁致伸縮換能器，用于基樁、錨 桿、橋梁、建筑、混泥土結(jié)構(gòu)件等的聲波無(wú)損檢測(cè)。
本發(fā)明的磁致伸縮換能器包括殼體、環(huán)氧樹脂、電磁驅(qū)動(dòng)線圈、磁致伸縮材料、 輸出連接桿、預(yù)緊力彈簧、預(yù)緊力鎖緊螺母、0形密封膠圈、 一體的振動(dòng)輸出塊基座 和振動(dòng)輸出塊前端、換能器防水觸發(fā)開(kāi)關(guān)、防水電源卡座。具有一個(gè)一端開(kāi)口 (上端)、 一端封閉(底端)的殼體，其中電磁驅(qū)動(dòng)線圈、磁致伸縮材料棒裝入殼體中，并用樹 脂灌封固定在殼體的底端；帶有臺(tái)階的輸出連接桿中間套有預(yù)緊力彈簧和中心有貫穿 孔的預(yù)緊力鎖緊螺母，輸出連接桿有臺(tái)階的一端與磁致伸縮棒連接，另一端與振動(dòng)輸 出塊基座連接；O形密封膠圈安裝在振動(dòng)輸出塊基座的密封槽中，并與殼體內(nèi)側(cè)形成 密封結(jié)構(gòu)；振動(dòng)輸出塊前端與振動(dòng)輸出塊基座連接在一起；在殼體底端有一個(gè)防水觸 發(fā)開(kāi)關(guān)和一個(gè)防水電源卡座，電磁驅(qū)動(dòng)線圈和防水觸發(fā)開(kāi)關(guān)的電源線通過(guò)卡座與外接 電源連接；換能器殼體內(nèi)側(cè)有一段螺紋結(jié)構(gòu)，用于固定預(yù)緊力鎖緊螺母。
換能器可以脈沖方式發(fā)射，產(chǎn)生脈沖沖擊波；也可以連續(xù)方式發(fā)射，產(chǎn)生連續(xù)振 動(dòng)波。
電磁驅(qū)動(dòng)線圈、磁致伸縮材料棒用環(huán)氧樹脂灌封固定在換能器殼體中成為一體， 形成對(duì)磁致伸縮材料棒固定和保護(hù)。
按照本發(fā)明的磁致伸縮換能器結(jié)構(gòu)，作為脈沖發(fā)射換能器時(shí)，換能器后端安裝的 防水觸發(fā)開(kāi)關(guān)，能夠方便使用中的操作。
按本發(fā)明的磁致伸縮換能器其振動(dòng)輸出具有單向性，也就是磁致伸縮材料的伸縮 只朝一端輸出。換能器中磁致伸縮材料安裝時(shí)通過(guò)樹脂灌封固定在換能器殼體的底端， 使磁致伸縮材料的一端與殼體連接為一體成為磁致伸縮固定端，而磁致伸縮材料棒的 另一端為自由端。當(dāng)磁致伸縮材料在驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)作用下沿棒軸向發(fā)生伸縮變形時(shí)，磁致 伸縮材料只沿自由端方向輸出伸長(zhǎng)或縮短。通過(guò)與磁致伸縮材料自由端連接的輸出連 接桿將應(yīng)變傳出，并帶動(dòng)振動(dòng)輸出塊基座和振動(dòng)輸出塊前端振動(dòng)。采用本發(fā)明的這種 結(jié)構(gòu)可以避免磁致伸縮材料的應(yīng)變沿棒的兩端輸出，減小換能器的輸出振幅和輸出能 量現(xiàn)象。
振動(dòng)輸出塊前端與被檢測(cè)的物體接觸，磁致伸縮材料棒產(chǎn)生位移輸出時(shí)，振動(dòng)輸 出塊前端產(chǎn)生一個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出，對(duì)被檢測(cè)物體產(chǎn)生一個(gè)沖擊，形成沖擊聲波，并導(dǎo)入被 測(cè)物體中。
輸出連接桿一端為凸臺(tái)，另一端為螺紋；振動(dòng)輸出塊基座一端中心有螺紋孔，另 一端中心是螺桿；輸出連接桿通過(guò)螺紋與振動(dòng)輸出塊基座連接在一起；振動(dòng)輸出塊基 座通過(guò)中心螺桿與振動(dòng)輸出塊前端連接在一起。
振動(dòng)輸出塊前端與振動(dòng)輸出塊基座可以是一體。
7按本發(fā)明的磁致伸縮換能器可以根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)控制和調(diào)整磁致伸縮材料預(yù)緊力， 使磁致伸縮材料在最佳的預(yù)緊力下工作。此外，在本發(fā)明的換能器結(jié)構(gòu)中采用彈簧和 輸出連接桿預(yù)緊力結(jié)構(gòu)模式，在磁致伸縮材料最大應(yīng)變范圍內(nèi)，由于材料的伸長(zhǎng)或縮 短導(dǎo)致彈簧壓縮量的變化十分微小，因此彈簧的預(yù)應(yīng)力變化也非常小，不會(huì)對(duì)磁致伸 縮材料的性能影響，因而能夠穩(wěn)定換能器的性能。具體實(shí)現(xiàn)預(yù)緊力施加和調(diào)整方法是， 分別將預(yù)緊力彈簧和預(yù)緊力鎖緊螺母通過(guò)輸出連接桿的螺紋端套入輸出連接桿(5)， 再用輔助調(diào)整螺母擰緊，形成預(yù)緊力組件，測(cè)量壓縮后的彈簧高度，計(jì)算出彈簧的壓 縮力，此壓縮力值除于磁致伸縮材料的橫截面積，即為安裝后磁致伸縮材料預(yù)緊力； 將上述預(yù)緊力組件通過(guò)預(yù)緊力鎖緊螺母和換能器殼體內(nèi)螺紋擰入殼體中，直到輸出連 接桿與磁致伸縮材料棒自由端面接觸止，松開(kāi)輸出連接桿上的輔助調(diào)整螺母，釋放彈 簧力，對(duì)磁致伸縮材料施加預(yù)緊力。
按本發(fā)明的磁致伸縮換能器中，具有對(duì)磁致伸縮材料的保護(hù)能力，避免磁致伸縮 材料在振動(dòng)沖擊和意外撞擊下破損。磁致伸縮材料，特別是具有最大磁致伸縮特性的 稀土超磁致伸縮材料屬于脆性金屬間化合物，材料的抗折強(qiáng)度非常低，不能夠承受撞 擊，極易破碎。在本發(fā)明中，采用環(huán)氧樹脂對(duì)材料進(jìn)行保護(hù)，通過(guò)樹脂灌封增強(qiáng)材料 抗沖擊和抗折能力。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程是將電磁驅(qū)動(dòng)線圈、磁致伸縮材料棒安裝到換能器 殼體中，將換能器殼體開(kāi)口端朝上，使線圈和磁致伸縮棒與殼體底端接觸，向殼體中 灌入環(huán)氧樹脂，樹脂的灌入量為略低于磁致伸縮棒的自由端面，待樹脂固化后磁致伸 縮材料、驅(qū)動(dòng)線圈和殼體即被固化成為一體。固化的樹脂將磁致伸縮材料包覆住并形 成對(duì)磁致伸縮材料棒的保護(hù)。
按本發(fā)明的磁致伸縮換能器具有防水、防潮結(jié)構(gòu)。換能器殼體為一端開(kāi)口、 一端 封閉結(jié)構(gòu)，在封閉端上的接線卡座和觸發(fā)卡座都選用具有防水能力的卡座。在換能器 殼體的開(kāi)口端，通過(guò)振動(dòng)輸出塊基座上的密封槽、密封槽中0形密封膠圈圈與殼體內(nèi) 側(cè)形成動(dòng)密封，能夠?qū)崿F(xiàn)防水、防潮。
本發(fā)明的磁致伸縮換能器中的驅(qū)動(dòng)材料為磁致伸縮材料，磁致伸縮材料在外磁場(chǎng) 作用下能夠產(chǎn)生形狀變化和輸出力。特別是對(duì)于具有晶體取向結(jié)構(gòu)的磁致伸縮材料， 不僅磁致伸縮性能高、磁化場(chǎng)低，而且在預(yù)應(yīng)力條件下磁化能夠產(chǎn)生磁致伸縮"Jump" 效應(yīng)。本發(fā)明中所選磁致伸縮材料為Tb-Dy-Fe系稀土超磁致伸縮材料、Fe-Ga系巨磁 致伸縮材料、Fe-Ga-Al系巨磁致伸縮材料中的一種，特別優(yōu)選Tb-Dy-Fe系稀土超磁致 伸縮材料。
本發(fā)明的換能器中其它部件材料的優(yōu)選方案是，繞制電磁驅(qū)動(dòng)線圈選用帶絕緣層 或保護(hù)層的銅線，換能器殼體、輸出連接桿、預(yù)緊力鎖緊螺母、振動(dòng)輸出塊基座材料 優(yōu)選不銹鋼材料，振動(dòng)輸出塊前端材料選用不銹鋼、鈦合金、硬鋁、尼龍、工程塑料 中的一種，O形密封圈優(yōu)選耐久性較好的硅橡膠或氟橡膠。
本發(fā)明的磁致伸縮換能器中，振動(dòng)輸出塊前端與被檢測(cè)的物體接觸，在電磁驅(qū)動(dòng) 線圈)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，磁致伸縮材料棒產(chǎn)生位移輸出，振動(dòng)輸出塊前端產(chǎn)生一個(gè)振動(dòng)輸 出，對(duì)被檢測(cè)物體產(chǎn)生一個(gè)沖擊，形成沖擊聲波，并導(dǎo)入被測(cè)物體中。當(dāng)電磁驅(qū)動(dòng)線 圈中輸入的是脈沖電流時(shí)，換能器以脈沖方式發(fā)射，產(chǎn)生脈沖沖擊波。當(dāng)電磁驅(qū)動(dòng)線圈中輸入的是連續(xù)交流電流時(shí)，換能器以連續(xù)方式發(fā)射，產(chǎn)生連續(xù)振動(dòng)波。
本發(fā)明的換能器具有許多重要的優(yōu)點(diǎn)。首先是換能器的輸出單向性，由于磁致伸 縮材料的一端與換能器殼體的底端采用樹脂粘接固定在一起，成為一體，磁致伸縮材 料的形變輸出只沿另一端輸出，可以提高換能器的輸出振幅和輸出能量，比目前螺桿 預(yù)緊雙向輸出的換能器輸出振幅能夠提高一倍，輸出能量能夠提高40%以上。其次是換 能器中磁致伸縮材料預(yù)緊力能夠控制和調(diào)節(jié)，通過(guò)輔助預(yù)緊力施加裝置，可以準(zhǔn)確測(cè) 量和控制預(yù)緊力，因此能夠按照設(shè)計(jì)對(duì)磁致伸縮材料施加最佳預(yù)緊力，并且在本發(fā)明 的預(yù)緊力結(jié)構(gòu)中還解決了換能器使用中預(yù)緊力變化以及預(yù)緊力施加不正對(duì)材料產(chǎn)生剪 切力的問(wèn)題，能夠穩(wěn)定換能器的性能，提高換能器的一致性。第三，本發(fā)明中采用樹 脂灌封形成對(duì)關(guān)鍵材料的保護(hù)，特別是對(duì)于磁致伸縮性能高、但機(jī)械性能差的稀土超 磁致伸縮材料形成保護(hù)，提高磁致伸縮材料的抗沖擊和抗折性能，關(guān)鍵材料不易損壞， 提高了換能器的可靠性。第四，本發(fā)明的換能器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并具有動(dòng)密封，具有防水、 防潮能力，易制造、易維修，成本低，能夠適用于野外作業(yè)環(huán)境。
本發(fā)明的換能器可用于基樁、錨桿、橋梁、建筑、混泥土結(jié)構(gòu)件等的聲波無(wú)損檢 測(cè)，并不僅限制于這些領(lǐng)域的應(yīng)用。


圖l是優(yōu)選的換能器之一的結(jié)構(gòu)圖。其中， 一端開(kāi)口的殼體l、環(huán)氧樹脂2、電 磁驅(qū)動(dòng)線圈3、磁致伸縮材料4、輸出連接桿5、預(yù)緊力彈簧6、預(yù)緊力鎖緊螺母7、 0 形密封膠圈8、振動(dòng)輸出塊基座9、振動(dòng)輸出塊前端IO、防水電源卡座12。
圖2是優(yōu)選的換能器之二的結(jié)構(gòu)圖。其中， 一端開(kāi)口的殼體l、環(huán)氧樹脂2、電 磁驅(qū)動(dòng)線圈3、磁致伸縮材料4、輸出連接桿5、預(yù)緊力彈簧6、預(yù)緊力鎖緊螺母7、 0 形密封膠圈8、振動(dòng)輸出塊基座9、振動(dòng)輸出塊前端IO、換能器防水觸發(fā)開(kāi)關(guān)ll、防 水電源卡座12。
圖3是優(yōu)先的換能器之二的分解圖。
圖4是優(yōu)先的換能器之三的結(jié)構(gòu)圖。其中， 一端開(kāi)口的殼體l、環(huán)氧樹脂2、電 磁驅(qū)動(dòng)線圈3、磁致伸縮材料4、輸出連接桿5、預(yù)緊力彈簧6、預(yù)緊力鎖緊螺母7、 0 形密封膠圈8、 一體的振動(dòng)輸出塊基座和振動(dòng)輸出塊前端9、換能器防水觸發(fā)開(kāi)關(guān)ll、 防永電源卡座12。
圖5預(yù)緊力測(cè)量與控制結(jié)構(gòu)圖。其中，輸出連接桿5、預(yù)緊力彈簧6、預(yù)緊力鎖 緊螺母7、預(yù)緊力調(diào)整輔助螺母13。
圖6預(yù)緊力彈簧壓縮量與與彈簧張力關(guān)系曲線圖。
圖7優(yōu)先方案實(shí)施例換能器頻率響應(yīng)輸出特性圖。
圖8低應(yīng)變反射波法樁基檢測(cè)結(jié)果圖
具體實(shí)施例方式
附圖顯示僅用于說(shuō)明目的的本發(fā)明的各種優(yōu)先實(shí)施例。專業(yè)技術(shù)人員從以下的討 論中描述的結(jié)構(gòu)和方法可以替換實(shí)施例，但不背離本發(fā)明的原理。 實(shí)施例l
圖1顯示了本發(fā)明換能器的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。該換能器由一個(gè)一端開(kāi)口(上端)、 一端封閉(底端)的殼體l，其中電磁驅(qū)動(dòng)線圈3、磁致伸縮材料棒4裝入殼體 中，并用樹脂灌封2固定在殼體的底端； 一端有臺(tái)階另一端有外螺紋的輸出連接桿5
中間套有預(yù)緊力彈簧6和中心有貫穿孔的預(yù)緊力鎖緊螺母7，輸出連接桿的臺(tái)階端與磁 致伸縮棒4連接，螺紋端與振動(dòng)輸出塊基座9連接；0形密封膠圈8安裝在振動(dòng)輸出塊
基座9的密封槽中，并與殼體l內(nèi)側(cè)形成密封結(jié)構(gòu)；振動(dòng)輸出塊前端10與振動(dòng)輸出塊
基座9連接在一起；在殼體底端有一個(gè)防水電源卡座12，電磁驅(qū)動(dòng)線圈3的電源線通 過(guò)卡座與外接控制電源連接。換能器中核心振源材料選用Fe-Ga系磁致伸縮棒材，材 料的成分是Fe81Ga19，為軸向[IOO]方向生長(zhǎng)的取向多晶材料，材料的尺寸為直徑10 毫米，長(zhǎng)度120毫米。其它材料選用的分別是電磁驅(qū)動(dòng)線圈3選用帶絕緣層銅質(zhì)高 溫漆包線，換能器殼體l、輸出連接桿5、預(yù)緊力鎖緊螺母7、振動(dòng)輸出塊基座9材料 為不銹鋼材料，振動(dòng)輸出塊前端10為可更換式，分別選用了尼龍和不銹鋼材料，0形 密封圈8為硅橡膠。裝配時(shí)首先將驅(qū)動(dòng)線圈和磁致伸縮材料置于殼體內(nèi)底端，并保持 驅(qū)動(dòng)線圈、磁致伸縮材料、殼體同心，灌入預(yù)先調(diào)制好的環(huán)氧樹脂，為提高樹脂的粘 接強(qiáng)度，可以在樹脂中加入3%的氧化鋁粉，灌入樹脂量不能超過(guò)磁致伸縮棒的頂端(自 由端)，在80 12(TC下固化。預(yù)緊力彈簧為4片B16蝶簧，按照?qǐng)D5所示的方式，將 4片蝶簧兩兩對(duì)稱套入輸出連接桿上，再分別套入預(yù)緊力鎖緊螺母和預(yù)緊力調(diào)整輔助螺 母，擰緊輔助調(diào)整螺母壓縮彈簧，用卡尺測(cè)量彈簧的壓縮后高度，根據(jù)彈簧壓縮量 彈簧張力曲線計(jì)算彈簧張力，直到調(diào)整到設(shè)計(jì)的張力為止。在本實(shí)施例中彈簧的張力 (預(yù)緊力)設(shè)計(jì)為125±6.25公斤。通過(guò)預(yù)緊力鎖緊螺母的外螺紋和殼體的內(nèi)螺紋將 預(yù)緊力機(jī)構(gòu)裝入換能器殼體中，直到輸出連接桿的臺(tái)階與磁致伸縮材料的自由端面接 觸為止，然后松開(kāi)并撤出預(yù)緊力調(diào)整輔助螺母，此時(shí)彈簧張力全部施加到磁致伸縮材 料上了。將0形密封圈裝入振動(dòng)輸出塊基座的密封槽中，裝入前可以在密封圈表面涂 抹一層密封油脂，如真空脂等，然后通過(guò)輸出連接桿上的螺紋和振動(dòng)輸出塊基座中心 孔的螺紋連接將帶有密封圈的振動(dòng)輸出塊基座裝入殼體中。再將振動(dòng)輸出塊前端通過(guò) 中心螺紋孔與振動(dòng)輸出塊基座的螺紋桿將兩者連接在一起。最后裝入接線卡座。完成 的換能器為遠(yuǎn)程控制脈沖發(fā)射換能器，主要性能指標(biāo)如下發(fā)射脈寬5毫秒，脈沖功 率鹿W。 實(shí)施例2
圖2和圖3顯示了本發(fā)明換能器的另一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)和分解示意圖。該換能器由 一個(gè)一端開(kāi)口 (上端)、 一端封閉(底端)的殼體l，其中電磁驅(qū)動(dòng)線圈3、磁致伸縮 材料棒4裝入殼體中，并用樹脂灌封2固定在殼體的底端； 一端有臺(tái)階另一端有外螺 紋的輸出連接桿5中間套有預(yù)緊力彈簧6和中心有貫穿孔的預(yù)緊力鎖緊螺母7，輸出 連接桿的臺(tái)階端與磁致伸縮棒4連接，螺紋端與振動(dòng)輸出塊基座9連接；O形密封膠 圈8安裝在振動(dòng)輸出塊基座9的密封槽中，并與殼體l內(nèi)側(cè)形成密封結(jié)構(gòu)；振動(dòng)輸出 塊前端10與振動(dòng)輸出塊基座9連接在一起；在殼體底端有一個(gè)防水電源卡座12和一 個(gè)防水觸發(fā)開(kāi)關(guān)11，電磁驅(qū)動(dòng)線圈3和防水觸發(fā)開(kāi)關(guān)11的電源線通過(guò)卡座12與外接 控制電源連接。換能器中核心振源材料選用Fe-Ga-Al系磁致伸縮棒材，材料的成分 是Fe80Gal7A13，為軸向[IOO]方向生長(zhǎng)的取向多晶材料，材料的尺寸為直徑12毫米，長(zhǎng)度140毫米。其它材料選用的分別是電磁驅(qū)動(dòng)線圈3選用帶絕緣層銅質(zhì)高溫 漆包線，換能器殼體l、輸出連接桿5、預(yù)緊力鎖緊螺母7、振動(dòng)輸出塊基座9材料為
不銹鋼材料，振動(dòng)輸出塊前端io為可更換式，分別選用了尼龍和鈦合金材料，o形密
封圈8為氟橡膠。預(yù)緊力設(shè)計(jì)為180±9公斤，選用4片A16蝶簧作預(yù)緊力彈簧。換 能器的裝配過(guò)程是首先將驅(qū)動(dòng)線圈、磁致伸縮棒材裝入換能器殼體中，灌入環(huán)氧樹脂 固結(jié)，固化后再通過(guò)殼體的開(kāi)口端裝入預(yù)緊力機(jī)構(gòu)、O形密封圈、振動(dòng)輸出塊基座、 振動(dòng)輸出塊前端，在殼體的底端裝入防水密封電源卡座和觸發(fā)開(kāi)關(guān)。該實(shí)施例換能器 為自觸發(fā)脈沖發(fā)射換能器，換能器的主要性能指標(biāo)為發(fā)射脈沖寬度6毫秒，脈沖功 率25KW。 實(shí)施例3
圖4顯示了本發(fā)明換能器的第三種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。該換能器由一個(gè)一端開(kāi)口 (上端)、 一端封閉(底端)的殼體l，其中電磁驅(qū)動(dòng)線圈3、磁致伸縮材料棒4裝入 殼體中，并用樹脂灌封2固定在殼體的底端； 一端有臺(tái)階另一端有外螺紋的輸出連接 桿5中間套有預(yù)緊力彈簧6和中心有貫穿孔的預(yù)緊力鎖緊螺母7，輸出連接桿的臺(tái)階 端與磁致伸縮棒4連接，螺紋端與振動(dòng)輸出塊9連接；0形密封膠圈8安裝在振動(dòng)輸 出塊9的密封槽中，并與殼體1內(nèi)側(cè)形成密封結(jié)構(gòu)；在殼體底端有一個(gè)防水電源卡座 12和一個(gè)防水觸發(fā)開(kāi)關(guān)11，電磁驅(qū)動(dòng)線圈3和防水觸發(fā)開(kāi)關(guān)11的電源線通過(guò)卡座12 與外接控制電源連接。換能器中核心振源材料選用Tb-Dy-Fe系稀土超磁致伸縮棒材， 材料的成分是Tb0.27Dy0.73Fe1.95，為軸向[112]方向生長(zhǎng)的取向多晶材料，材料的 尺寸為直徑15毫米，長(zhǎng)度120毫米。其它材料選用的分別是電磁驅(qū)動(dòng)線圈3選用 銅質(zhì)絲包線，換能器殼體l、輸出連接桿5、預(yù)應(yīng)力鎖緊螺母7、振動(dòng)輸出塊9材料為 不銹鋼材料，0形密封圈8為氟橡膠。預(yù)緊力設(shè)計(jì)為140±7公斤，選用4片B20蝶簧 作預(yù)緊力彈簧。換能器的裝配過(guò)程是首先將驅(qū)動(dòng)線圈、磁致伸縮棒材裝入換能器殼體 中，灌入環(huán)氧樹脂固結(jié)，固化后再通過(guò)殼體的開(kāi)口端裝入預(yù)緊力機(jī)構(gòu)、O形密封圈、 振動(dòng)輸出塊，在殼體的底端裝入防水密封電源卡座和觸發(fā)開(kāi)關(guān)。該實(shí)施例換能器為脈 沖發(fā)射和連續(xù)發(fā)射雙功能換能器，觸發(fā)方式分為自觸發(fā)和外觸發(fā)，當(dāng)脈沖發(fā)射時(shí)采用 外觸發(fā)，連續(xù)發(fā)射時(shí)可以自觸發(fā)或外觸發(fā)。圖7是該實(shí)施例換能器頻率響應(yīng)特性。連 續(xù)發(fā)射時(shí)可選擇頻率5.4kHz或10.4kHz。換能器的主要性能指標(biāo)為脈沖發(fā)射時(shí)發(fā) 射脈沖寬度5毫秒，脈沖功率35kW;連續(xù)發(fā)射時(shí)發(fā)射頻率5.4kHz或10.4kHz，最 大發(fā)射功率8kW。 實(shí)施例4
圖8是采用實(shí)施例3換能器進(jìn)行混泥土樁基檢測(cè)實(shí)例。測(cè)試的樁基為直徑1. 2米， 長(zhǎng)度20米。換能器采用脈沖方式發(fā)射，自觸發(fā)，發(fā)射脈沖功率35kW。
本發(fā)明內(nèi)容和實(shí)施例的描述，提供了一種磁致伸縮換能器。以上討論僅僅揭示和 描述本發(fā)明的示例性方法和實(shí)施例，并不局限于所描述的實(shí)施例與改進(jìn)。本領(lǐng)域的技 術(shù)人員將會(huì)看到，本發(fā)明可以以其它具體形式實(shí)現(xiàn)而不背離本發(fā)明的權(quán)利內(nèi)容。
權(quán)利要求
1、一種聲波無(wú)損檢測(cè)用磁致伸縮換能器，包括殼體、環(huán)氧樹脂、電磁驅(qū)動(dòng)線圈、磁致伸縮材料、輸出連接桿、預(yù)緊力彈簧、預(yù)緊力鎖緊螺母、O形密封膠圈、一體的振動(dòng)輸出塊基座和振動(dòng)輸出塊前端、換能器防水觸發(fā)開(kāi)關(guān)、防水電源卡座；其特征在于，具有一個(gè)上端開(kāi)口、底端封閉的殼體(1)，其中，電磁驅(qū)動(dòng)線圈(3)、磁致伸縮材料棒(4)裝入殼體中，并用樹脂灌封(2)固定在殼體的底端；一端有臺(tái)階另一端有外螺紋的輸出連接桿(5)中間套有預(yù)緊力彈簧(6)和中心有貫穿孔、外側(cè)有螺紋的預(yù)緊力鎖緊螺母(7)，輸出連接桿(5)有臺(tái)階的一端與磁致伸縮棒(4)連接，螺紋端與振動(dòng)輸出塊基座(9)連接；O形密封膠圈(8)安裝在振動(dòng)輸出塊基座(9)的密封槽中，并與殼體(1)內(nèi)側(cè)形成密封結(jié)構(gòu)；振動(dòng)輸出塊前端(10)與振動(dòng)輸出塊基座(9)連接在一起；在殼體底端有一個(gè)防水觸發(fā)開(kāi)關(guān)(11)和一個(gè)防水電源卡座(12)，電磁驅(qū)動(dòng)線圈(3)和防水觸發(fā)開(kāi)關(guān)(11)的電源線通過(guò)卡座與外接電源連接；換能器殼體(1)內(nèi)側(cè)有一段螺紋結(jié)構(gòu)，用于固定預(yù)緊力鎖緊螺母(7)；換能器以脈沖方式發(fā)射，產(chǎn)生脈沖沖擊波；或者以連續(xù)方式發(fā)射，產(chǎn)生連續(xù)振動(dòng)波；用于基樁、錨桿、橋梁、建筑、混泥土結(jié)構(gòu)件的聲波無(wú)損檢測(cè)。
2、 按照權(quán)利要求1所述換能器，其特征在于，電磁驅(qū)動(dòng)線圈(3)、磁致伸縮材料 棒(4)用環(huán)氧樹脂灌封(2)固定在換能器殼體(1)中成為一體，形成對(duì)磁致伸縮材 料棒固定和保護(hù)。
3、 按照權(quán)利1或2要求所述的換能器，其特征在于磁致伸縮材料棒(4)與殼 體底端固定在一起的一端為固定端，與輸出連接桿連接的一端為自由端；磁致伸縮材 料棒(4)在電磁驅(qū)動(dòng)線圈(3)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，沿棒軸向發(fā)生變形，通過(guò)自由端向與之 連接的輸出連接桿(5)輸出一個(gè)位移，并帶動(dòng)振動(dòng)輸出塊基座(9)和振動(dòng)輸出塊前 端(10)運(yùn)動(dòng)。
4、 按照權(quán)利1要求所述的換能器，其特征在于，振動(dòng)輸出塊前端(10)與被檢測(cè) 的物體接觸，磁致伸縮材料棒(4)產(chǎn)生位移輸出時(shí)，振動(dòng)輸出塊前端產(chǎn)生一個(gè)運(yùn)動(dòng)輸 出，對(duì)被檢測(cè)物體產(chǎn)生一個(gè)沖擊，形成沖擊聲波，并導(dǎo)入被測(cè)物體中。
5、 按照權(quán)利1要求所述的換能器，其特征在于，輸出連接桿(5) —端為凸臺(tái)， 另一端為螺紋；振動(dòng)輸出塊基座(9) 一端中心有螺紋孔，另一端中心是螺桿；輸出連 接桿(5)通過(guò)螺紋與振動(dòng)輸出塊基座(9)連接在一起；振動(dòng)輸出塊基座(9)通過(guò)中 心螺桿與振動(dòng)輸出塊前端(10)連接在一起。
6、 按照權(quán)利1或5要求所述的換能器，其特征在于，振動(dòng)輸出塊前端(10)與振 動(dòng)輸出塊基座(9)是一體的。
7、 按照權(quán)利1要求所述的換能器，其特征在于，換能器殼體為一端開(kāi)口、 一端封 閉結(jié)構(gòu)，在封閉端上的接線卡座(12)和觸發(fā)卡座(11)都選用具有防水能力的卡座；在換能器殼體的開(kāi)口端，通過(guò)振動(dòng)輸出塊(9)基座上的密封槽、密封槽中0形密封膠 圈(8)與殼體內(nèi)側(cè)形成動(dòng)密封。
8、 按照權(quán)利1要求所述的換能器，其特征在于磁致伸縮材料棒(4)為Tb-Dy-Fe 系磁致伸縮材料或Fe-Ga系磁致伸縮材料、Fe_Ga-Al系磁致伸縮材料中的一種。
9、 按照權(quán)利1要求所述的換能器，其特征在于電磁驅(qū)動(dòng)線圈(3)是由帶絕緣 層或保護(hù)層的銅線繞制成的；殼體(1)、輸出連接桿(5)、預(yù)緊力鎖緊螺母(7)、振 動(dòng)輸出塊基座(9)材料為不銹鋼；振動(dòng)輸出塊前端(10)材料為不銹鋼、鈦合金、硬 鋁、尼龍、工程塑料中的一種。
10、 按照權(quán)利1要求所述的換能器，其特征在于對(duì)磁致伸縮材料預(yù)緊力施加方 式是，分別將預(yù)緊力彈簧(6)和預(yù)緊力調(diào)節(jié)鎖緊螺母(7)通過(guò)輸出連接桿(5)的螺 紋端套入輸出連接桿(5)，再用預(yù)緊力調(diào)整輔助螺母擰緊，形成預(yù)緊力組件，測(cè)量壓 縮后的彈簧高度，計(jì)算出彈簧的壓縮力，此壓縮力值除于磁致伸縮材料的橫截面積， 即為安裝后磁致伸縮材料預(yù)緊力；將上述預(yù)緊力組件通過(guò)預(yù)緊力鎖緊螺母(7)和換能 器殼體(1)內(nèi)螺紋擰入殼體中，直到輸出連接桿(5)與磁致伸縮材料棒自由端面接 觸止，松開(kāi)輸出連接桿(5)上的預(yù)緊力調(diào)整輔助螺母，釋放彈簧力，對(duì)磁致伸縮材料 施加預(yù)緊力。
全文摘要
一種聲波無(wú)損檢測(cè)用磁致伸縮換能器，屬于磁-聲機(jī)械轉(zhuǎn)換和聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。換能器包括殼體、環(huán)氧樹脂、電磁驅(qū)動(dòng)線圈、磁致伸縮材料、輸出連接桿、預(yù)緊力彈簧、預(yù)緊力鎖緊螺母、O形密封膠圈、一體的振動(dòng)輸出塊基座和振動(dòng)輸出塊前端、換能器防水觸發(fā)開(kāi)關(guān)、防水電源卡座。具有單向性輸出特性，可以提高換能器的輸出振幅和輸出能量。本發(fā)明中采用樹脂灌封對(duì)關(guān)鍵材料進(jìn)行保護(hù)，提高磁致伸縮材料的抗沖擊和抗折性能。本發(fā)明的換能器具有防水、防潮能力，易制造、易維修，成本低，可用于基樁、錨桿、橋梁、建筑、混泥土結(jié)構(gòu)件等的聲波無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，能夠適應(yīng)野外作業(yè)環(huán)境。
文檔編號(hào)G01N29/24GK101526503SQ20091007734
公開(kāi)日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2009年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者張洪平, 徐立紅, 杜兆富, 蕾 王, 趙棟梁 申請(qǐng)人:鋼鐵研究總院