一種自感知工作點(diǎn)的電磁超聲檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自感知工作點(diǎn)的電磁超聲檢測(cè)
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(wú)損檢測(cè)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(huì)影響到傳感器的靜態(tài)工作點(diǎn)，進(jìn)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(diǎn)對(duì)提高檢測(cè)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(cè)過(guò)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(cè)靈敏度。如申請(qǐng)?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(cè)工作點(diǎn)的方法(公開日為2009年6月10日)，主要通過(guò)將檢測(cè)信號(hào)的首個(gè)非電磁脈沖信號(hào)作為參考信號(hào)，分別改變激勵(lì)單元和接收單元偏置磁場(chǎng)的磁化強(qiáng)度，進(jìn)而求取信號(hào)峰峰值的最大值對(duì)應(yīng)的偏置磁場(chǎng)的磁化強(qiáng)度，確定構(gòu)件磁致伸縮導(dǎo)波檢測(cè)的工作點(diǎn)。該專利通過(guò)理論計(jì)算，建立構(gòu)件中磁化強(qiáng)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(cè)的工作點(diǎn)，且僅涉及到磁化器提供軸向偏置磁場(chǎng)的傳感器結(jié)構(gòu)。但在實(shí)際檢測(cè)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(diǎn)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(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型的目的在于提供一種自感知工作點(diǎn)的電磁超聲檢測(cè)裝置，通過(guò)建立表征磁場(chǎng)強(qiáng)度的電壓與提離的對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)電磁超聲傳感器工作點(diǎn)的優(yōu)化，提高電磁超聲檢測(cè)靈敏度。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，提供一種自感知工作點(diǎn)的電磁超聲檢測(cè)裝置，所述裝置包括自感知電磁超聲傳感器、電磁超聲檢測(cè)儀和磁場(chǎng)測(cè)量器；
[0005]自感知電磁超聲傳感器包括激勵(lì)線圈、永久磁鐵、接收線圈、電壓采集模塊和提離調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述激勵(lì)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(chǎng)；永久磁鐵，沿極化方向放置于激勵(lì)線圈上方，用于產(chǎn)生靜態(tài)磁場(chǎng)，與所述交變磁場(chǎng)共同作用激勵(lì)構(gòu)件產(chǎn)生超聲導(dǎo)波信號(hào)；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(hào)的作用下感應(yīng)電壓變化生成電信號(hào)；電壓采集模塊，用于在不同提離下采集表征磁場(chǎng)強(qiáng)度的電壓；提離調(diào)節(jié)機(jī)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(cè)儀，其輸出端連接激勵(lì)線圈，向所述激勵(lì)線圈輸入正弦脈沖電流；電磁超聲檢測(cè)儀輸入端連接接收線圈，用于對(duì)接收線圈生成的電信號(hào)濾波、放大，并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換生成檢測(cè)信號(hào)；
[0007]磁場(chǎng)測(cè)量器，其輸入端連接電磁超聲檢測(cè)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(cè)信號(hào)并生成最佳工作電壓區(qū)間，進(jìn)而調(diào)節(jié)自感知電磁超聲傳感器檢測(cè)工作點(diǎn)。
[0008]作為進(jìn)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(jìn)一步優(yōu)選地，所述提離調(diào)節(jié)機(jī)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(guò)固定在中空內(nèi)殼上的磁鐵定位板實(shí)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(shí)現(xiàn)內(nèi)殼的自由軸向滑動(dòng)；
[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(guò)螺母調(diào)節(jié)外殼和內(nèi)殼的相對(duì)位置，實(shí)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(jìn)一步優(yōu)選地，電磁超聲檢測(cè)儀包括計(jì)算機(jī)、信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、信號(hào)預(yù)處理器、A/D轉(zhuǎn)換器；其中
[0015]計(jì)算機(jī)，其輸出端連接信號(hào)發(fā)生器，用于控制信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生正弦脈沖電流信號(hào);
[0016]信號(hào)發(fā)生器，其輸入端連接計(jì)算機(jī)，輸出端連接功率放大器，用于產(chǎn)生正弦脈沖電流信號(hào)并發(fā)送至功率放大器；
[0017]功率放大器，其輸入端連接信號(hào)發(fā)生器，輸出端連接激勵(lì)線圈，用于將放大后的正弦脈沖電流信號(hào)輸入激勵(lì)線圈；
[0018]信號(hào)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(duì)接收線圈產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)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(hào)預(yù)處理器，輸出端連接計(jì)算機(jī)，用于接收所述濾波放大后的電信號(hào)并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，發(fā)送至計(jì)算機(jī)獲得最終的檢測(cè)信號(hào)。
[0020]因此，本實(shí)用新型可以獲得以下的有益效果:本實(shí)用新型中檢測(cè)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(cè)信號(hào)中首個(gè)非電磁脈沖信號(hào)的峰峰值為特征量，通過(guò)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(diǎn)與霍爾元件電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)表征磁場(chǎng)強(qiáng)度的電壓的改變可以精確地反映出測(cè)量點(diǎn)的磁場(chǎng)變化情況。本實(shí)用新型通過(guò)霍爾元件測(cè)量傳感器中永久磁鐵的空間磁場(chǎng)分布情況以獲知被檢構(gòu)件內(nèi)部磁場(chǎng)強(qiáng)度，并由檢測(cè)信號(hào)首個(gè)非電磁脈沖信號(hào)的峰峰值建立霍爾元件測(cè)量電壓與提離的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而由霍爾元件的電壓實(shí)現(xiàn)電磁超聲傳感器工作點(diǎn)的優(yōu)化，可提高電磁超聲檢測(cè)靈敏度。檢測(cè)過(guò)程中，將霍爾元件電壓調(diào)節(jié)至合適范圍以實(shí)現(xiàn)電磁超聲檢測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)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(shí)用新型具體實(shí)施例提供的自感知工作點(diǎn)的電磁超聲檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖3為不同提離下電磁超聲檢測(cè)信號(hào)的首個(gè)非電磁脈沖信號(hào)波形圖；
[0024]圖4為具體實(shí)施例提供的自感知電磁超聲傳感器工作點(diǎn)示意圖；
[0025]圖5為具體實(shí)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(shí)施方式】
[0026]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)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(shí)用新型提供一種自感知工作點(diǎn)的電磁超聲檢測(cè)裝置。裝置包括:自感知電磁超聲傳感器、電磁超聲檢測(cè)儀和磁場(chǎng)測(cè)量器。
[0028]自感知電磁超聲傳感器包括激勵(lì)線圈、永久磁鐵、接收線圈、電壓采集模塊和提離調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述激勵(lì)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(chǎng)；永久磁鐵，沿極化方向放置于激勵(lì)線圈上方，用于產(chǎn)生靜態(tài)磁場(chǎng)，與所述交變磁場(chǎng)共同作用激勵(lì)構(gòu)件產(chǎn)生超聲導(dǎo)波信號(hào)；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(hào)；電壓采集模塊，用于在不同提離下采集表征磁場(chǎng)強(qiáng)度的電壓；提離調(diào)節(jié)機(jī)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(cè)儀，其輸出端連接激勵(lì)線圈，輸入端連接接收線圈，用于向所述激勵(lì)線圈輸入正弦脈沖電流；同時(shí)對(duì)接收線圈生成的電信號(hào)濾波、放大，并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換生成檢測(cè)信號(hào)；
[0030]磁場(chǎng)測(cè)量器，用于確定檢測(cè)信號(hào)的首個(gè)非電磁脈沖信號(hào)峰峰值的最大值，將該最大值對(duì)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(duì)應(yīng)的首個(gè)非電磁脈沖信號(hào)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(duì)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(cè)工作點(diǎn)。
[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(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)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(guò)固定在內(nèi)殼5上的磁鐵定位板7實(shí)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(dòng)；
[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(guò)螺母調(diào)節(jié)外殼4和內(nèi)殼5的相對(duì)位置，進(jìn)而實(shí)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(lì)