其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0049]下面结合附图描述根据本发明实施例的可变发射角度范围的电磁超声换能器100。
[0050]如图1和图2所示，可变发射角度范围的电磁超声换能器100包括:开口圆环状导磁合金带10、多个开口金属环20、旋转滑块30和调控组件50。其中，开口圆环状导磁合金带10可以为铁镍合金。
[0051]具体地，多个开口金属环20设在开口圆环状导磁合金带10上且同心设置。
[0052]旋转滑块30可转动地设在开口圆环状导磁合金带10上且旋转滑块30的旋转轴线穿过多个开口金属环20的共同圆心，旋转滑块30上设有多个弧形凹槽31和随旋转滑块30运动的若干导线40，多个开口金属环20分别配合在多个弧形凹槽31内且每个导线40与相邻两个开口金属环20接触。调控组件50与旋转滑块30相连以控制旋转滑块30旋转。
[0053]根据本发明实施例的可变发射角度范围的电磁超声换能器100，通过调控组件50改变旋转滑块30在开口圆环状导磁合金带10的位置，且产生的导波90与旋转滑块30指向一致，使得电磁超声换能器100激发的导波90能量集中，提高了信噪比与定位精度，且可以准确定位待检测板材结构缺陷的位置。
[0054]在本发明的一些实施例中，调控组件50可以包括:转轴51、从动齿轮52、主动齿轮53和调节按钮54。
[0055]具体地，旋转滑块30通过转轴51可旋转地安装在开口圆环状导磁合金带10上。从动齿轮52传动连接在转轴51上。主动齿轮53通过传动齿轮55与从动齿轮52传动配合。调节按钮54与主动齿轮53传动连接。
[0056]也就是说，如图1所示，调节按钮54和主动齿轮53同轴设置，操作者旋转调节按钮54做旋转运动时，主动齿轮53与调节按钮54同步同向旋转，传动齿轮55与主动齿轮53外啮合，传动齿轮55与主动齿轮53同步反向旋转并将动力传递到从动齿轮52，从动齿轮52与传动齿轮55同样也是外啮合，因此，从动齿轮52与主动齿轮53同步同向运动，从而带动套设在转轴51下端的旋转滑块30同步同向运动。
[0057]进一步地，主动齿轮53与从动齿轮52的传动比为1:1。调节按钮54上设有与旋转滑块30的长度方向平行的指针541。也就是说，主动齿轮53、从动齿轮52、调节按钮54和传动齿轮55旋转的角速度相同，从而使得调节按钮54上的指针541始终与旋转滑块30的指示方向一致，进而提高电磁超声换能器100的测量方向进行有效控制，从而板材的缺陷位置作出准确定位。
[0058]进一步地，电磁超声换能器100还包括壳体60。开口圆环状导磁合金带10安装在壳体60上且与壳体60共同限定出腔室61，多个开口金属环20、旋转滑块30、转轴51、传动齿轮55、从动齿轮52、主动齿轮53位于腔室61内且调节按钮54从壳体60露出，其中转轴51、传动齿轮55和调节按钮54安装在壳体60上。由此，使得了电磁超声换能器100结构布置简洁合理。
[0059]有利地，壳体60可以为有机玻璃壳体。由此，方便操作者从外面观察电磁超声换能器100内部，便于校对调节按钮54的指针541与旋转滑块30的指示方向。
[0060]进一步地，电磁超声换能器100还可以包括滑动轴承70。滑动轴承70的一端与旋转轴51相连且另一端与壳体60相连。由此，可以将整个调控组件50稳定固定在壳体60上。
[0061 ]从动齿轮52邻近轴承的上端，旋转滑块30邻近转轴51的下端，滑动轴承70在转轴51的轴向上位于从动齿轮52和旋转滑块30之间。
[0062]在本发明的一个具体实施例中，如图2所示，每个导线40沿多个开口金属环20的共同径向延伸且长度大于相邻开口金属环20的间距。每个导线40位于相邻弧形凹槽31之间，相邻两个导线40中的一个邻近旋转滑块30的一侧且另一个邻近旋转滑块30的另一侧。也就是说，相邻的导线40在多个开口金属环20周向方向上错开设置，从而使得每个导线40连接形成蛇形路线。
[0063 ]优选地，开口金属环20的数量为偶数个。例如，4个、6个或8个等。
[0064]在本发明的再一些实施例中，相邻开口金属环20的间距为导波90波长的一半。
[0065]在本发明的再一些实施例中，如图3所示，开口圆环状导磁合金带10的朝向开口金属环20的表面涂有绝缘层21，多个开口金属环20粘接在绝缘层21上。由此，可以避免电流流向开口圆环导磁合金带10。其中，绝缘层21的厚度可以为0.01-0.1mm。其中，旋转滑块30和调控组件50可以为绝缘件。
[0066]进一步地，如图2所示，每个开口金属环20的开口 101在开口圆环状导磁合金带10的周向上与开口圆环状导磁合金带10的开口对齐。由此，使开口圆环状导磁合金带10产生沿着圆周向的剩余磁场。
[0067]进一步地，开口圆环状导磁合金带10的厚度可以为0.2-0.5_，开口圆环状导磁合金带10的开口的宽度可以为0.6-0.25mm。可以理解的是，以上仅是示意性的，并不是对本发明实施例的限制。
[0068]如图2所示，多个开口金属环20中位于最外侧和最内侧的两个开口金属环20上分别设有接线端80，两个接线端80邻近开口圆环状导磁合金带10的开口设置。由此，可以使得多个开口金属环20绝大部分形成短路，电流仅在旋转滑块30范围内形成闭合回路。
[0069]现以检测钢板结构缺陷为例详细描述本发明实施例的可变发射角度范围的电磁超声换能器100工作过程:首先使用永磁体将开口圆环状导磁使用永磁体将开口圆环状导磁铁镍合金带10预磁化，且将永磁体的两个磁极分别与开口圆环导磁合金带10的开口的两端接触，使开口圆环状导磁铁镍合金带10产生沿着圆周向的剩余磁场。然后将4个开口金属圆环粘贴于开口圆环状导磁铁镍合金带10上，并采用胶带固定在待检测钢板结构之上，使得开口圆环状导磁铁镍合金带10与待测钢板结构表面建立良好的机械耦合;接着通过调节按钮54使旋转滑块30指向与调节按钮54上的指针541箭头指向一致;在开口金属环20中通过两个接线端80输入超声频率范围的交变电流作为激励。开口金属环20中通入的电流激励可以为6-10个周期正弦波形的短时猝发脉冲串，正弦波形频率可以取50-5000kHz。例如，所输入交流电流激励波形为经过汉宁窗调制的包含8个周期正弦波形的短时猝发脉冲串(SPburst信号)，脉冲串中正弦波形的自身频率取为f = 250kHz，此频率即为所激发超声导波90的频率。
[0070]具体地，在钢板中以激励SHo模式的导波90为例，该模式的相速度为Cp= 3230m/s，f= 250kHz时有A = CP/f = 0.01292m ? 12.9mm，以此设计开口金属环20相邻导线40中心距离。在开口金属环20径向方向相邻两条导线40为0.5个空间周期数(如图2所示，d = 0.5A)，在开口金属圆环的周向方向上相邻导线40为1.5空间周期数。可以理解的是，增加相邻导线40之间周期数将有助于生成更纯净的导波90模式，但可变发射角度范围的电磁超声换能器100尺寸也会随之增加。因此，在开口金属圆环的径向方向和周向方向上相邻两条导线40的空间周期数一般不高于4.5。
[0071]导线40中电流在旋转滑块30的范围内流动使得开口圆环状导磁铁镍合金带10的产生圆周方向的感应涡流，电流方向如图4所示，开口圆环状导磁铁镍合金带10提供的偏置磁场Ho也在圆周方向上，因此开口圆环状导磁铁镍合金带10的感应涡流与偏置磁场平行，此时洛伦兹力为0，因而开口圆环状导磁铁镍合金带10中只存在磁致伸缩效应，可变发射角度范围的电磁超声换能器100激励产生的导波90，如图1所示。也就是说，可变发射角度范围的电磁超声换能器100仅产生旋转滑块30所指方向的导波90，且导波90方向与旋钮上的指针541指向一致。换言之，可变发射角度范围的电磁超声换能器100可以通过旋转调节按钮54以改变旋转滑块30的方向且获得与旋转滑块30指示方向一致的导波90。
[0072]此外，可变发射