一種自感知工作點的電磁超聲檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自感知工作點的電磁超聲檢測
目.ο
【背景技術(shù)】
[0002]電磁超聲傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)電磁能與聲能的非接觸轉(zhuǎn)換，在無損檢測中有廣闊的應(yīng)用背景。由于被檢構(gòu)件也是電磁超聲傳感器的一部分，其電磁特性會影響到傳感器的靜態(tài)工作點，進而影響到電磁超聲的換能效率，如何合理確定電磁超聲傳感器工作點對提高檢測靈敏度有重要作用。電磁超聲傳感器的工作原理分為洛倫茲力和磁致伸縮效應(yīng)，檢測過程中都需要尋找最佳工作區(qū)域，確保換能效率以提高檢測靈敏度。如申請?zhí)枮?00810196822.6的發(fā)明專利公開了一種確定磁致伸縮導(dǎo)波檢測工作點的方法(公開日為2009年6月10日)，主要通過將檢測信號的首個非電磁脈沖信號作為參考信號，分別改變激勵單元和接收單元偏置磁場的磁化強度，進而求取信號峰峰值的最大值對應(yīng)的偏置磁場的磁化強度，確定構(gòu)件磁致伸縮導(dǎo)波檢測的工作點。該專利通過理論計算，建立構(gòu)件中磁化強度與磁鐵磁化面積的關(guān)系，以此尋找磁致伸縮導(dǎo)波檢測的工作點，且僅涉及到磁化器提供軸向偏置磁場的傳感器結(jié)構(gòu)。但在實際檢測中，由于電磁超聲傳感器工作原理或結(jié)構(gòu)不同，不同類型傳感器的工作點并未可知，因此不能確定不同類型傳感器的最佳工作區(qū)域。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本實用新型的目的在于提供一種自感知工作點的電磁超聲檢測裝置，通過建立表征磁場強度的電壓與提離的對應(yīng)關(guān)系實現(xiàn)電磁超聲傳感器工作點的優(yōu)化，提高電磁超聲檢測靈敏度。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，提供一種自感知工作點的電磁超聲檢測裝置，所述裝置包括自感知電磁超聲傳感器、電磁超聲檢測儀和磁場測量器；
[0005]自感知電磁超聲傳感器包括激勵線圈、永久磁鐵、接收線圈、電壓采集模塊和提離調(diào)節(jié)機構(gòu)；所述激勵線圈，放置在被檢構(gòu)件上方，用于在輸入的正弦脈沖電流作用下產(chǎn)生交變磁場；永久磁鐵，沿極化方向放置于激勵線圈上方，用于產(chǎn)生靜態(tài)磁場，與所述交變磁場共同作用激勵構(gòu)件產(chǎn)生超聲導(dǎo)波信號；接收線圈，放置在被檢構(gòu)件上方，用于在所述超聲導(dǎo)波信號的作用下感應(yīng)電壓變化生成電信號；電壓采集模塊，用于在不同提離下采集表征磁場強度的電壓；提離調(diào)節(jié)機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)永久磁鐵與被檢構(gòu)件之間的提離；
[0006]電磁超聲檢測儀，其輸出端連接激勵線圈，向所述激勵線圈輸入正弦脈沖電流；電磁超聲檢測儀輸入端連接接收線圈，用于對接收線圈生成的電信號濾波、放大，并進行A/D轉(zhuǎn)換生成檢測信號；
[0007]磁場測量器，其輸入端連接電磁超聲檢測儀，輸出端連接自感知電磁超聲傳感器，用于接收不同提離下的檢測信號并生成最佳工作電壓區(qū)間，進而調(diào)節(jié)自感知電磁超聲傳感器檢測工作點。
[0008]作為進一步優(yōu)選地，所述電壓采集模塊為霍爾元件，霍爾元件位于距永久磁鐵表面距離為lmm-5mm。
[0009]作為進一步優(yōu)選地，所述提離調(diào)節(jié)機構(gòu)包括:
[0010]中空外殼；
[0011 ] 與所述中空外殼中心同軸安裝的中空內(nèi)殼，所述永久磁鐵同軸布置在中空內(nèi)殼中，通過固定在中空內(nèi)殼上的磁鐵定位板實現(xiàn)軸向固定；
[0012]布置在外殼與內(nèi)殼之間的軸向滑槽，用于實現(xiàn)內(nèi)殼的自由軸向滑動；
[0013]調(diào)節(jié)螺栓，其貫穿外殼的面板和端部蓋板并連接外殼和內(nèi)殼，其螺栓頭嵌入螺栓固定板中，通過螺母調(diào)節(jié)外殼和內(nèi)殼的相對位置，實現(xiàn)調(diào)節(jié)被檢構(gòu)件與永久磁鐵之間的提離。
[0014]作為進一步優(yōu)選地，電磁超聲檢測儀包括計算機、信號發(fā)生器、功率放大器、信號預(yù)處理器、A/D轉(zhuǎn)換器；其中
[0015]計算機，其輸出端連接信號發(fā)生器，用于控制信號發(fā)生器產(chǎn)生正弦脈沖電流信號;
[0016]信號發(fā)生器，其輸入端連接計算機，輸出端連接功率放大器，用于產(chǎn)生正弦脈沖電流信號并發(fā)送至功率放大器；
[0017]功率放大器，其輸入端連接信號發(fā)生器，輸出端連接激勵線圈，用于將放大后的正弦脈沖電流信號輸入激勵線圈；
[0018]信號預(yù)處理器，其輸入端連接接收線圈，輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器，用于對接收線圈產(chǎn)生的電信號進行濾波放大，并發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換器；
[0019]A/D轉(zhuǎn)換器，其輸入端連接信號預(yù)處理器，輸出端連接計算機，用于接收所述濾波放大后的電信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，發(fā)送至計算機獲得最終的檢測信號。
[0020]因此，本實用新型可以獲得以下的有益效果:本實用新型中檢測線圈放置在被檢構(gòu)件上方，永久磁鐵附近布置霍爾元件，以檢測信號中首個非電磁脈沖信號的峰峰值為特征量，通過調(diào)節(jié)永久磁鐵與被檢構(gòu)件之間的提離，建立電磁超聲工作點與霍爾元件電壓的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)表征磁場強度的電壓的改變可以精確地反映出測量點的磁場變化情況。本實用新型通過霍爾元件測量傳感器中永久磁鐵的空間磁場分布情況以獲知被檢構(gòu)件內(nèi)部磁場強度，并由檢測信號首個非電磁脈沖信號的峰峰值建立霍爾元件測量電壓與提離的對應(yīng)關(guān)系，進而由霍爾元件的電壓實現(xiàn)電磁超聲傳感器工作點的優(yōu)化，可提高電磁超聲檢測靈敏度。檢測過程中，將霍爾元件電壓調(diào)節(jié)至合適范圍以實現(xiàn)電磁超聲檢測。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型具體實施例提供的自感知電磁超聲傳感器結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖2為本實用新型具體實施例提供的自感知工作點的電磁超聲檢測裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖3為不同提離下電磁超聲檢測信號的首個非電磁脈沖信號波形圖；
[0024]圖4為具體實施例提供的自感知電磁超聲傳感器工作點示意圖；
[0025]圖5為具體實施例提供的自感知電磁超聲傳感器霍爾元件電壓變化示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0027]本實用新型提供一種自感知工作點的電磁超聲檢測裝置。裝置包括:自感知電磁超聲傳感器、電磁超聲檢測儀和磁場測量器。
[0028]自感知電磁超聲傳感器包括激勵線圈、永久磁鐵、接收線圈、電壓采集模塊和提離調(diào)節(jié)機構(gòu)；所述激勵線圈，放置在被檢構(gòu)件上方，用于在輸入的正弦脈沖電流作用下產(chǎn)生交變磁場；永久磁鐵，沿極化方向放置于激勵線圈上方，用于產(chǎn)生靜態(tài)磁場，與所述交變磁場共同作用激勵構(gòu)件產(chǎn)生超聲導(dǎo)波信號；接收線圈，放置在被檢構(gòu)件上方，用于在所述超聲導(dǎo)波的作用下感應(yīng)電壓變化生成電信號；電壓采集模塊，用于在不同提離下采集表征磁場強度的電壓；提離調(diào)節(jié)機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)永久磁鐵與被檢構(gòu)件之間的提離；
[0029]電磁超聲檢測儀，其輸出端連接激勵線圈，輸入端連接接收線圈，用于向所述激勵線圈輸入正弦脈沖電流；同時對接收線圈生成的電信號濾波、放大，并進行A/D轉(zhuǎn)換生成檢測信號；
[0030]磁場測量器，用于確定檢測信號的首個非電磁脈沖信號峰峰值的最大值，將該最大值對應(yīng)的提離作為基準(zhǔn)工作提離，尋找與該基準(zhǔn)工作提離鄰近的提離作為工作提離，工作提離對應(yīng)的首個非電磁脈沖信號峰峰值與所述最大值在預(yù)定的差值范圍內(nèi)；在基準(zhǔn)工作提離與工作提離中確定最小提離和最大提離所對應(yīng)的電壓，并分別作為最佳工作電壓區(qū)間的下限值和上限值，由此生成最佳工作電壓區(qū)間，根據(jù)最佳工作電壓區(qū)間調(diào)節(jié)自感知電磁超聲傳感器檢測工作點。
[0031 ] 其中，上述電壓采集模塊優(yōu)選為霍爾元件。
[0032]圖1為本實用新型一個優(yōu)選實施例提供的自感知電磁超聲傳感器結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，自感知電磁超聲傳感器包括:
[0033]中空外殼4，以及與所述中空外殼4中心同軸安裝的中空內(nèi)殼5 ；
[0034]永久磁鐵9，其同軸布置在中空內(nèi)殼5中，通過固定在內(nèi)殼5上的磁鐵定位板7實現(xiàn)軸向固定；
[0035]布置在外殼4與內(nèi)殼5之間的軸向滑槽8，用于確保內(nèi)殼5可自由軸向滑動；
[0036]調(diào)節(jié)螺栓15，其貫穿安裝在外殼4的面板2和端部蓋板3并連接外殼4和內(nèi)殼5，其螺栓頭嵌入螺栓固定板6中，通過螺母調(diào)節(jié)外殼4和內(nèi)殼5的相對位置，進而實現(xiàn)調(diào)節(jié)被檢構(gòu)件與永久磁鐵之間的提離。
[0037]其中，激勵