專利名稱：電磁超聲換能器及包括該換能器的在線探傷系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無損探傷技術領域，具體而言，涉及一種電磁超聲換能器及包括該換能器的在線探傷系統(tǒng)。
背景技術：
在無損探傷領域，常用壓電超聲和電磁超聲來探測金屬材料如鋼板的分層、縮松、孔洞、夾雜、氣泡、內(nèi)裂等缺陷來滿足日益增長對船板鋼、高壓容器鋼等高品質(zhì)鋼的市場需求。壓電式超聲波探傷裝置在使用過程中存在可探傷鋼板溫度范圍窄、需消耗大量耦合純凈水或其它耦合劑、易受干擾而出現(xiàn)誤判等問題而逐漸被電磁超聲探傷裝置取代。電磁超聲探傷裝置不使用耦合劑，不需要與被探測物體接觸，可以對運動著的物體，表面粗糙、有銹垢和油漆層的物體直接進行檢測而不受干擾，探測精度高。 RU2298180公開了使用多個電磁超聲換能器來在線探測鋼板的缺陷，每個電磁超聲換能器都有一個獨立且垂直移動的氣缸來驅(qū)動電磁超聲換能器垂直升降，采用這種結(jié)構(gòu)可以選擇性地使電磁超聲換能器投入運行或不投入運行以滿足不同被探鋼板的尺寸或是不同的探測面域。W02007/013836A1公開了壓縮空氣穿過電磁超聲換能器使其與被探鋼板之間形成一層空氣墊，當鋼板往上跳動時，電磁超聲換能器與鋼板之間的距離縮短，氣墊層減小，壓力增大進而驅(qū)動電磁超聲換能器自動跟隨鋼板上升。這種結(jié)構(gòu)在使用過程中，在電磁超聲換能器從等待位到達工作位的瞬間，電磁超聲換能器與鋼板發(fā)生碰撞容易造成探測表面的磨損，并且，用于形成空氣墊的壓縮空氣會因為壓縮空氣管路的部分堵塞或其它原因使壓縮空氣的流量減少，壓力不夠，電磁超聲換能器不平衡使其與鋼板接觸并磨損該探測底面。而且上述系統(tǒng)需要龐大的供氣系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)非常復雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種電磁超聲換能器及包括該換能器的在線探傷系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術中探測底面易與被探測物碰撞而磨損的技術問題。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種電磁超聲換能器，具有探測底面，電磁超聲換能器的側(cè)壁上連接有限位件，限位件朝向探測底面延伸地設置，限位件的底面低于探測底面，限位件的底面與探測底面的距離d的范圍為Omm < d < Imm,限位件的底面在電磁超聲換能器的工作狀態(tài)下與被探測物的表面接觸。進一步地，限位件在電磁超聲換能器的相應側(cè)壁上各設置有多個。進一步地，限位件包括跟蹤輪，跟蹤輪的底面為限位件的底面，跟蹤輪的旋轉(zhuǎn)軸線平行于探測底面。進一步地，限位件的底面與探測底面的距離d的范圍為O. 2mm彡d彡O. 6mm。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在線探傷系統(tǒng)，包括電磁超聲換能器、控制電磁超聲換能器升降的升降系統(tǒng)、控制電磁超聲換能器進行探傷操作的信號發(fā)生及處理系統(tǒng)，電磁超聲換能器為根據(jù)前面所述的電磁超聲換能器。
進一步地，還包括緩沖裝置，緩沖裝置包括緩沖臂、滾動輪、第一彈性緩沖件和用于連接緩沖臂的緩沖臂連接組件，緩沖臂的一端鉸接在電磁超聲換能器的側(cè)壁上，滾動輪可滾動地設置在緩沖臂的另一端，滾動輪的底面低于緩沖臂的底面，滾動輪的旋轉(zhuǎn)中心軸平行于電磁超聲換能器的與緩沖臂鉸接的側(cè)壁，第一彈性緩沖件連接在緩沖臂和緩沖臂連接組件之間，其中，滾動輪的底面具有在電磁超聲換能器的非工作狀態(tài)下位置低于限位件底面的狀態(tài)，以及在電磁超聲換能器工作狀態(tài)下位置等于限位件底面的狀態(tài)。進一步地，升降系統(tǒng)包括機架、鉸接在機架上的升降系統(tǒng)連接組件、一端連接升降系統(tǒng)連接組件另一端固定在機架上的驅(qū)動裝置以及連接電磁超聲換能器和升降系統(tǒng)連接組件的鏈條，其中，驅(qū)動裝置驅(qū)動電磁超聲換能器的升降。進一步地，電磁超聲換能器的側(cè)壁的遠離探測底面的一端與緩沖臂連接組件的靠近電磁超聲換能器的一側(cè)側(cè)面之間連接有水平設置的第二彈性緩沖件。進一步地，第一彈性緩沖件和/或第二彈性緩沖件為彈簧。
進一步地，機架與電磁超聲換能器之間設置有與驅(qū)動裝置的驅(qū)動方向平行的平衡彈性件。本發(fā)明的電磁超聲換能器及包括該換能器的在線探傷系統(tǒng)，通過在電磁超聲換能器的側(cè)壁上連接朝向探測底面延伸的限位件，并使得限位件的底面低于探測底面，采用這種結(jié)構(gòu)當電磁超聲換能器下降至被探測物表面時，限位件的底面與被探測物表面接觸并支撐在被探測物上，限制了電磁超聲換能器的探測底面與被探測物之間的距離，確保了電磁超聲換能器的探測信噪比，提高了探傷精度，同時防止了電磁超聲換能器的探測底面與被探測物表面的碰撞，防止了因碰撞而造成的對探測底面的損害。


構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的在線探傷系統(tǒng)處于非工作狀態(tài)下時的局部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a示出了根據(jù)圖I所示的在線探傷系統(tǒng)處于工作狀態(tài)下的局部結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖2b示出了如圖2a中的A所示范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。如圖I至圖2b所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例的電磁超聲換能器10，具有探測底面12，電磁超聲換能器10的側(cè)壁上連接有限位件11，限位件11朝向探測底面12延伸地設置，限位件11的底面低于探測底面12，限位件11的底面具有圓滑表面以減少對被探測物40的磨損，限位件11的底面低于探測底面12的距離d的范圍為Omm < d彡1mm。優(yōu)選地，
O.2mm ^ d ^ O. 6mm。優(yōu)選地，限位件11在電磁超聲換能器10的相應側(cè)壁上各設置一個，或僅在相對的一對側(cè)壁上各設置一對?？蛇x地，限位件11沿被探測物40運動的方向上的距離小于被探測物的最小彎曲半徑，用于防止被探測物40起伏不平時，不會剮蹭到探測底面12而損壞電磁超聲換能器10。優(yōu)選地，限位件11包括跟蹤輪，跟蹤輪的底面即為限位件11的底面，跟蹤輪的旋轉(zhuǎn)中心軸線平行于探測底面12設置。被探測物40為金屬。本實施例的電磁超聲換能器10，通過在電磁超聲換能器10的側(cè)壁上連接朝向探測底面12延伸的限位件11，并使得限位件11低于探測底面12，采用這種結(jié)構(gòu)當電磁超聲換能器10下降至被探測物40表面時，限位件11的底面與被探測物40表面接觸并支撐在被探測物40上，限制了電磁超聲換能器10的探測底面12與被探測物40之間的距離，確保了電磁超聲換能器10的探測信噪比，提高了探傷精度，同時也防止了電磁超聲換能器10的探測底面12與被探測物40表面的碰撞，防止了因碰撞而造成的對探測底面12的損害。本發(fā)明的實施例還提供了一種在線探傷系統(tǒng)，包括電磁超聲換能器10、控制電磁超聲換能器10升降的升降系統(tǒng)、控制電磁超聲換能器10進行探傷操作的信號發(fā)生及處理系統(tǒng)，其中，電磁超聲換能器10為上述的電磁超聲換能器10。
在一個具體實施例中，升降系統(tǒng)包括機架30、鉸接在機架30上的升降系統(tǒng)連接組件52、一端連接升降系統(tǒng)連接組件52另一端固定在機架30上的驅(qū)動裝置60，以及連接電磁超聲換能器10和升降系統(tǒng)連接組件52的鏈條，其中，驅(qū)動裝置60優(yōu)選為氣缸。兩個鏈條的下端鉸接在電磁超聲換能器10的上端面，電磁超聲換能器10的遠離氣缸一側(cè)的側(cè)壁與緩沖臂連接組件51的下端鉸接。優(yōu)選地，機架30與電磁超聲換能器10之間設置有與驅(qū)動裝置60的驅(qū)動方向平行的平衡彈性件70，如彈簧。本實施例的在線探傷系統(tǒng)，當氣缸60處于初始狀態(tài)時，鏈條處于拉緊狀態(tài)，以承受電磁超聲換能器10的重量，當欲進行探測工作時，啟動氣缸，氣缸的活塞伸長，推動活塞連接件向下運動，此時，電磁超聲換能器10隨其重力向被探測物40下降，在電磁超聲換能器10落在被探測物40上時跟蹤輪接觸被探測物40的表面，避免了探測底面12與被探測物40之間的碰撞，防止了探測底面12因碰撞導致的損壞。為了進一步對電磁超聲換能器10的探測底面12進行保護，本實施例還包括緩沖裝置，緩沖裝置包括緩沖臂20、滾動輪21、第一彈性緩沖件22和用于連接緩沖臂20的緩沖臂連接組件51，緩沖臂20的一端鉸接在電磁超聲換能器10的側(cè)壁上，滾動輪21可滾動地設置在緩沖臂20的另一端，滾動輪21的底面低于緩沖臂20的底面，滾動輪21的旋轉(zhuǎn)中心軸平行于電磁超聲換能器10的與緩沖臂20鉸接的側(cè)壁，第一彈性緩沖件22連接在緩沖臂20和緩沖臂連接組件51之間，第一彈性緩沖件22在緩沖臂20的轉(zhuǎn)動過程中對緩沖臂20施以向下的力，優(yōu)選地，第一彈性緩沖件22豎直設置，其中，滾動輪21的底面具有在電磁超聲換能器10的非工作狀態(tài)下位置低于限位件11底面的狀態(tài)，以及在電磁超聲換能器10工作狀態(tài)下位置等于限位件11底面的狀態(tài)。優(yōu)選地，緩沖臂20包括兩個相對設置的第一段和第二段，第一段與第二段的相對端分別與電磁超聲換能器10的側(cè)壁鉸接，第一段與第二段的另一端連接有與電磁超聲換能器10的側(cè)壁平行設置的第三段，滾動輪21樞接在第三段上。優(yōu)選地，第一彈性緩沖件22為彈簧。采用本實施例的在線探傷系統(tǒng)，被探測物40以一定速度運動過來，啟動氣缸，電磁超聲換能器10朝向被探測物40的方向移動，帶動緩沖臂連接組件51、緩沖臂20和滾動輪21 —起運動，由于緩沖臂20的遠離電磁超聲換能器10的一端在非工作狀態(tài)下位置低于探測底面12，滾動輪21的底面低于緩沖臂20的底面，在下降時，滾動輪21先接觸被探測物40表面，并帶動緩沖臂20通過與電磁超聲換能器10的鉸接作用而與電磁超聲換能器10之間發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)，進而產(chǎn)生緩沖臂20在被探測物40表面上的位移，直至限位件11的底面接觸被探測物40表面，減少了電磁超聲換能器10下降的沖擊力，延長了跟蹤輪的壽命，進一步防止了探測底面12的碰撞。緩沖臂20在被探測物40表面的移動過程中，擠壓第一彈性緩沖件22，由于第一彈性緩沖件22的彈性作用減緩了緩沖臂20與電磁超聲換能器10之間相對旋轉(zhuǎn)的速度，進一步地減緩了電磁超聲換能器10下降的速度；在探測完成后氣缸驅(qū)動電磁超聲換能器10向上運動時，在第一彈性緩沖件22的作用下緩沖臂20發(fā)生旋轉(zhuǎn)，端部移動至探測底面12的下方，以回到初始狀態(tài)。為了防止電磁超聲換能器10的跟蹤輪全部接觸被探測物40時，電磁超聲換能器10沿與緩沖臂連接組件51鉸接的軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，確保電磁超聲換能器10的底與被探測物40平行，本實施例中電磁超聲換能器10的側(cè)壁的遠離探測底面12的一端與緩沖臂連接組件51的靠近電磁超聲換能器10的一側(cè)側(cè)面之間連接有水平設置的第二彈性緩沖件23，如彈
簧。 從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明的電磁超聲換能器10及包括該換能器的在線探傷系統(tǒng)，通過在電磁超聲換能器10的側(cè)壁上連接朝向探測底面12延伸的限位件11，并使得限位件11的底面低于探測底面12，采用這種結(jié)構(gòu)當電磁超聲換能器10下降至被探測物40表面時，限位件11的底面與被探測物40表面接觸并支撐在被探測物40上，防止了電磁超聲換能器10的探測底面12與被探測物40表面的碰撞，防止了因碰撞而造成的對探測底面12的損害。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種電磁超聲換能器，具有探測底面(12)，其特征在干，所述電磁超聲換能器(10)的側(cè)壁上連接有限位件(11 )，所述限位件(11)朝向所述探測底面(12 )延伸地設置，所述限位件(11)的底面低于所述探測底面(12)，所述限位件(11)的底面與所述探測底面(12)的距離d的范圍為Omm < d1≤mm，所述限位件(11)的底面在所述電磁超聲換能器(10)的エ作狀態(tài)下與被探測物(40)的表面接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁超聲換能器，其特征在于，所述限位件(11)在所述電磁超聲換能器(10)的相應側(cè)壁上各設置有多個。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁超聲換能器，其特征在于，所述限位件(11)包括跟蹤輪，所述跟蹤輪的底面為所述限位件(11)的底面，所述跟蹤輪的旋轉(zhuǎn)軸線平行于所述探測底面(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的電磁超聲換能器，其特征在于，所述限位件(11)的底面與所述探測底面(12)的距離d的范圍為0. 2mm<d≤0. 6mm。
5.—種在線探傷系統(tǒng),包括電磁超聲換能器(10)、控制所述電磁超聲換能器(10)升降的升降系統(tǒng)、控制所述電磁超聲換能器(10)進行探傷操作的信號發(fā)生及處理系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁超聲換能器(10)為根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的電磁超聲換能器(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在線探傷系統(tǒng)，其特征在于，還包括緩沖裝置，所述緩沖裝置包括緩沖臂(20)、滾動輪(21)、第一弾性緩沖件(22)和用于連接所述緩沖臂(20)的緩沖臂連接組件(51 )，所述緩沖臂(20)的一端鉸接在所述電磁超聲換能器(10)的側(cè)壁上，所述滾動輪(21)可滾動地設置在所述緩沖臂(20)的另一端，所述滾動輪(21)的底面低于所述緩沖臂(20)的底面，所述滾動輪(21)的旋轉(zhuǎn)中心軸平行于所述電磁超聲換能器(10)的與所述緩沖臂(20)鉸接的側(cè)壁，所述第一弾性緩沖件(22)連接在所述緩沖臂(20)和所述緩沖臂連接組件(51)之間，其中， 所述滾動輪(21)的底面具有在所述電磁超聲換能器(10)的非工作狀態(tài)下位置低于所述限位件(11)底面的狀態(tài)，以及在所述電磁超聲換能器(10)工作狀態(tài)下位置等于所述限位件(11)底面的狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在線探傷系統(tǒng)，其特征在于，所述升降系統(tǒng)包括機架(30)、鉸接在所述機架(30)上的升降系統(tǒng)連接組件(52)、一端連接所述升降系統(tǒng)連接組件(52)另一端固定在機架上的驅(qū)動裝置(60)以及連接所述電磁超聲換能器(10)和所述升降系統(tǒng)連接組件(52)的鏈條，其中，所述驅(qū)動裝置(60)驅(qū)動所述電磁超聲換能器(10)的升降。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在線探傷系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁超聲換能器(10)的側(cè)壁的遠離所述探測底面(12)的一端與所述緩沖臂連接組件(51)的靠近所述電磁超聲換能器(10)的一側(cè)側(cè)面之間連接有水平設置的第二弾性緩沖件(23)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的在線探傷系統(tǒng)，其特征在于，所述第一弾性緩沖件(22)和/或所述第二弾性緩沖件(23)為彈簧。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的在線探傷系統(tǒng)，其特征在于，所述機架(30)與所述電磁超聲換能器(10)之間設置有與所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動方向平行的平衡弾性件(70)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電磁超聲換能器及包括該換能器的在線探傷系統(tǒng)，其中，電磁超聲換能器具有探測底面，電磁超聲換能器的側(cè)壁上連接有限位件，限位件朝向探測底面延伸地設置，限位件的底面低于探測底面，限位件的底面與探測底面的距離d的范圍為0mm＜d≤1mm，限位件的底面在電磁超聲換能器的工作狀態(tài)下與被探測物的表面接觸。本發(fā)明設置在電磁超聲換能器的限位件，限制了電磁超聲換能器的探測底面與被探測物之間的距離，確保了電磁超聲換能器的探測信噪比，提高了探傷精度，同時防止了電磁超聲換能器的探測底面與被探測物表面的碰撞，防止了因碰撞而造成的對探測底面的損害。
文檔編號G01N29/22GK102866205SQ201210336898
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者田志恒 申請人:田志恒, 田立, 田陸