角度范围的电磁超声换能器100工作时可以自发自收(单换能器)或者一发一收(双换能器)两种方式下。导波90的接收基于逆磁致伸缩效应，板材结构存在缺陷时，导波90传播路径过程中将引起导波90散射，此时，由接收换能器信号可以判别缺陷的存在。或者可变发射角度范围的电磁超声换能器100以阵列的方式永久布置在待测板结构上，此时可以配合相应的硬件系统实现板材结构的长期健康监测，且因可变发射角度范围的电磁超声换能器100可随时改变导波90激发方向，对板材结构的健康监测产生了极大的便利。
[0073]根据本发明实施例的电磁超声换能器100的其他构成以及操作对于本领域技术人员来说是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。
[0074]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“轴向” “径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0075]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0076]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0077]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0078]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0079]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，包括: 开口圆环状导磁合金带； 多个开口金属环，多个所述开口金属环设在所述开口圆环状导磁合金带上且同心设置； 旋转滑块，所述旋转滑块可旋转地设在开口圆环状导磁合金带上且所述旋转滑块的旋转轴线穿过多个所述开口金属环的共同圆心，所述旋转滑块上设有多个弧形凹槽和随所述旋转滑块运动的若干导线，多个所述开口金属环分别配合在多个所述弧形凹槽内且每个所述导线与相邻两个所述开口金属环接触； 调控组件，所述调控组件与所述旋转滑块相连以控制所述旋转滑块旋转。2.根据权利要求1所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，所述调控组件包括: 转轴，所述旋转滑块通过所述转轴可旋转地安装在所述开口圆环状导磁合金带上； 从动齿轮，所述从动齿轮传动连接在所述转轴上； 主动齿轮，所述主动齿轮通过传动齿轮与所述从动齿轮传动配合； 调节按钮，所述调节按钮与所述主动齿轮传动连接。3.根据权利要求2所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，所述主动齿轮与所述从动齿轮的传动比为I: I。4.根据权利要求2所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，所述调节按钮上设有与所述旋转滑块的长度方向平行的指针。5.根据权利要求2所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，还包括: 壳体，所述开口圆环状导磁合金带安装在所述壳体上且与所述壳体共同限定出腔室，多个所述开口金属环、所述旋转滑块、所述转轴、所述传动齿轮、所述从动齿轮、所述主动齿轮位于所述腔室内且所述调节按钮从所述壳体露出，其中所述转轴、所述传动齿轮和所述调节按钮安装在所述壳体上。6.根据权利要求4所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，所述壳体为有机玻璃壳体。7.根据权利要求4所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，还包括: 滑动轴承，所述滑动轴承的一端与所述旋转轴相连且另一端与所述壳体相连。8.根据权利要求7所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，所述从动齿轮邻近所述轴承的上端，所述旋转滑块邻近所述转轴的下端，所述滑动轴承在所述转轴的轴向上位于所述从动齿轮和所述旋转滑块之间。9.根据权利要求1所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，所述开口圆环状导磁合金带为铁镍合金。10.根据权利要求1所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，每个所述导线沿多个所述开口金属环的共同径向延伸且长度大于相邻所述开口金属环的间距。11.根据权利要求1所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，每个所述导线位于相邻所述弧形凹槽之间，相邻两个所述导线中的一个邻近所述旋转滑块的一侧且另一个邻近所述旋转滑块的另一侧。12.根据权利要求1所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，所述开口金属环的数量为偶数个。13.根据权利要求1所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，相邻所述开口金属环的间距为导波波长的一半。14.根据权利要求1所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，所述开口圆环状导磁合金带的朝向所述开口金属环的表面涂有绝缘层，多个所述开口金属环粘接在所述绝缘层上。15.根据权利要求12所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，所述绝缘层的厚度为0.01-0.1_。16.根据权利要求1所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，每个所述开口金属环的开口在所述开口圆环状导磁合金带的周向上与所述开口圆环状导磁合金带的开口对齐。17.根据权利要求1所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，所述开口圆环状导磁合金带的厚度为0.2-0.5mm，所述开口圆环状导磁合金带的开口的宽度为0.6-0.25mm018.根据权利要求1所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，多个所述开口金属环中位于最外侧和最内侧的两个开口金属环上分别设有接线端，两个所述接线端邻近所述开口圆环状导磁合金带的开口设置。19.根据权利要求1所述的可变发射角度范围的电磁超声换能器，其特征在于，所述旋转滑块和所述调控组件为绝缘件。
【专利摘要】本发明公开了一种可变发射角度范围的电磁超声换能器，包括：开口圆环状导磁合金带；多个开口金属环，多个开口金属环设在开口圆环合金带且同心设置；旋转滑块，旋转滑块可旋转地设在开口圆环状导磁合金带上且旋转滑块的旋转轴线穿过多个开口金属环的共同圆心，旋转滑块上设有多个弧形凹槽和随旋转滑块运动的若干导线，多个开口金属环分别配合在多个弧形凹槽内且每个导线与相邻两个开口金属环接触；调控组件，调控组件与旋转滑块相连以控制旋转滑块旋转。根据本发明实施例的电磁超声换能器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。
【IPC分类】G01N29/34, G01N29/04
【公开号】CN105510449
【申请号】CN201610046807
【发明人】黄松岭, 赵伟, 王珅, 张宇, 陈申乾
【申请人】清华大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月22日