专利名称：电磁声探伤仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于无损检测仪，尤其是对钢材进行无损检测的仪器的设计和制造技术领域。
钢管在各种使用中，都要对管端进行联接，如果管端部有缺陷，那么在对管端联接过程中此缺陷要扩展，从而造成严重的安全隐患，因而管端探伤显得尤为重要。然而，当前世界各国在钢管的自动探伤过程中都不可避免地要留下200～300mm的端部盲区。因此，为了保证钢管的安全、可靠使用，世界各国都在争先研制管端探伤设备。普遍使用一是磁粉探伤设备，其缺点是探伤速度低。二是压电超声探伤设备，是靠压电效应在探头的压电晶片中产生超声振动，经过声偶合介质水或油传入工件中，才能进行超声探伤，其缺点是受声偶合介质影响，探伤的灵敏度低，分辨率低，速度慢。
本实用新型的目的是提供一种能对管端部进行高速、高灵敏度探伤的电磁声探伤仪。
本实用新型的目的是这样实现的，该探伤仪由脉冲发生器、测头和接收器组成，脉冲发生器电路由脉冲电路、驱动电路及功率输出电路组成。脉冲电路输出信号到驱动电路高阻场效应晶体管放大后，再由双射随驱动脉冲变压器，达到低阻抗，双套驱动电路驱动功率输出电路，功率输出电路由四只高频大电流某氏三极管组成桥式脉冲输出电路。测头是交流电磁铁磁极间装高频线圈，高频线圈的发射线圈与脉冲发生器相连，高频线圈的接收线圈与接收器相连。高频线圈有三种绕法，一种是回折式线圈，发射线圈与接收线圈错开λs/4的形式，λs是钢管中声表面波波长，发射线圈与接收线圈本身的两相邻绕线间距皆为λs/2。第二种是差动回折式线圈，发射线圈或接收线圈或二者皆绕成差接，使二个发射或接收声波的相位相反，差动线圈的声波相抵消。第三种是聚焦回折式线圈，发射线圈和接收线圈呈弧线形，弧线中心就是声聚焦点，发射线圈与接收线圈本身的两相邻绕线间距皆为λs/2。
工作时，脉冲发生器频率为0.2～1.0MHZ，用激励高频线圈，可在高频线圈中产生30A的峰-峰值脉冲电流，这个脉冲电流在被测钢管中感应出相同频率的涡流，此涡流在外场力的作用下产生罗伦兹力，从而在钢管中产生与涡流频率相同的超声波，此超声波沿管壁传播，当遇到管端或缺陷时，被反射回来的信号再经线圈、电磁铁接收并转换成电脉冲信号进入接收器，经处理后在探伤仪显示屏上显示出来，或送至声、光报警器报警。
本实用新型的优点是，可以探出距管端10mm以上的缺陷，深度为壁厚5％以上的横向内外壁人工刻伤；更易于探出管体内、外壁纵、横向缺陷；还能探测出钢管内、外壁折叠、裂纹等自然缺陷。结构合理，使管端探测盲区大大缩小。探伤灵敏度高、可靠性强、速度快。能对粗糙表面进行探伤，也可在高温环境下进行探伤。
以下结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明
图1为本实用新型结构示意图图2为本实用新型高频线圈回折式线圈示意图图3为本实用新型高频线圈差动回折式线圈示意图图4为本实用新型高频线圈聚焦回折式线圈示意图图5、图6为本实用新型脉冲发生器驱动电路图图7为本实用新型脉冲发生器功率输出电路图实施例1该电磁声探伤仪由脉冲发生器、测头和接收器组成，脉冲发生器电路由脉冲电路、驱动电路及功率输出电路组成。脉冲电路输出信号到驱动电路高阻场效应晶体管放大后，再由双射随驱动脉冲变压器，达到低阻抗，双套驱动电路驱动功率输出电路，功率输出电路由四只高频大电流某氏三极管组成桥式脉冲输出电路。此电路特点是，频率可调范围宽0.2～1MHZ，输出阻抗低，小于0.2欧姆，输出脉冲电流可达30A以上，满足发射高脉冲大电流的要求。测头是交流电磁铁1磁极间装高频线圈2，高频线圈的发射线圈与脉冲发生器3相连，高频线圈的接收线圈与接收器4相连。高频线圈是回折式线圈，绕成发射线圈与接收线圈错开λs/4的形式，λs是钢管中声表面波波长，发射线圈与接收线圈本身的两相邻绕线间距皆为λs/2。钢管中表面声波速为3000m/s，除以λs得出的频率为声表面波频率fs，当脉冲发生器激励电调谐脉冲频率fe=fs时，在钢管可激发出很强的表面波；如fe＞fs时，可激发出横波；如满足兰母波激发条件时，也可激发出兰母波，就可很方便地实现各种波模的探伤。
实施例2该电磁声探伤仪高频线圈是差动回折式线圈，发射线圈或接收线圈或二者皆绕成差接，使二个发射或接收声波的相位相反，差动线圈的声波相抵消。当管端无缺陷时，线圈输出为零；而当一个线圈对准缺陷，另一个线圈对准无缺陷管时，线圈输出较大的未抵消掉的信号，实现近管端缺陷高分辨率探伤。
实施例3该电磁声探伤仪高频线圈是聚焦回折式线圈，发射线圈和接收线圈呈弧线形，弧线中心就是声聚焦点，发射线圈与接收线圈本身的两相邻绕线间距皆为λs/2。由于声干涉作用声聚焦点变成一个柱状，它有一定长度，在此焦柱长度内的缺陷的反射波幅度都较高，用这样线圈可实现更高分辨率的探伤，对探测距管端很近的横向缺陷更有利。实施例2、实施例3其余部分都与实施例1相同。
权利要求1.电磁声探伤仪，由脉冲发生器、测头和接收器组成，其特征是脉冲发生器电路由脉冲电路、驱动电路及功率输出电路组成，测头是交流电磁铁(1)磁极间带有高频线圈(2)，高频线圈的发射线圈与脉冲发生器(3)相连，高频线圈的接收线圈与接收器(4)相连。
2.根据权利要求1所述的电磁声探伤仪，其特征是高频线圈是回折式线圈，绕成发射线圈与接收线圈错开λs/4的形式，λs是钢管中声表面波波长，发射线圈与接收线圈本身的两相邻绕线间距皆为λs/2。
3.根据权利要求1所述的电磁声探伤仪，其特征是高频线圈是差动回折式线圈，发射线圈或接收线圈或二者皆绕成差接，使二个发射或接收声波的相位相反，差动线圈的声波相抵消。
4.根据权利要求1所述的电磁声探伤仪，其特征是高频线圈是聚焦回折式线圈，发射线圈和接收线圈呈弧线形，弧线中心就是声聚焦点，发射线圈与接收线圈本身的两相邻绕线体间距皆为λs/2。
专利摘要电磁声探伤仪,属于无损检测仪的设计和制造技术领域。其由脉冲发生器、测头和接收器组成。脉冲发生器电路由脉冲电路、驱动电路及功率输出电路组成。测头是交流电磁铁磁极间装高频线圈,高频线圈的发射线圈和接收线圈分别与脉冲发生器和接收器相连。能探出距管端10mm以上的缺陷,深度为壁厚5%以上的人工刻伤,能探出管体内外壁折叠、裂纹。灵敏度高,可靠性强,速度快,可用于对钢管探伤。
文档编号G01N29/06GK2425363SQ9925025
公开日2001年3月28日 申请日期1999年11月8日 优先权日1999年11月8日
发明者张广纯 申请人:张广纯