專利名稱：電磁聲學(xué)換能器的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及電磁聲學(xué)換能器(在下文中稱為EMAT)，其用于借助超聲波檢查金屬部件例如管道的完整性。
現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)EMAT通過穩(wěn)態(tài)磁場和瞬態(tài)高頻磁場的聯(lián)合作用與試驗器材相互作用，穩(wěn)態(tài)磁場常常是由一個或多個永久磁體產(chǎn)生的，瞬態(tài)高頻磁場是由電繞組產(chǎn)生的。EMAT與試樣之間的相互作用通常在該換能器的有源部件與試驗器材之間的間隙最小時最大。
然而，如果EMAT在與試驗器材接觸時被移動，則它會受到磨損。
因此，對將要沿試驗器材表面移動的EMAT，需要在EMAT的有源部件與所述表面之間預(yù)備保護(hù)層或防磨耗板。該層須面對相矛盾的要求?？鼓バ噪S層厚的增加而增大，而EMAT的聲學(xué)性能卻隨層厚的增加而下降并取決于保護(hù)層的材料性能和幾何結(jié)構(gòu)。
保護(hù)層的材料通常被加入到EMAT中，對該材料進(jìn)行選擇以使它們與EMAT的相互作用可以被忽略，它們的存在對聲學(xué)性能的影響除了與在EMAT的有源表面與試驗器材之間引入未填充的間隙這一點相關(guān)聯(lián)的影響之外，沒有別的。由于EMAT聲學(xué)性能隨該間隙的增大而非常急劇地下降，所以由這些材料構(gòu)成的保護(hù)層一般很薄。由于器材薄，所以，如果防磨耗層受到的磨損特別嚴(yán)重，例如在對管壁的長距離高速檢查中來自內(nèi)部檢查車輛或管道豬(pipeline pig)的磨損，則防磨耗層的壽命可能短。
到現(xiàn)在為止，禁止將導(dǎo)電和/或鐵磁材料用于保護(hù)板，原因是，若在EMAT與試驗器材之間插入上述材料的板，EMAT的聲學(xué)性能會急劇下降。
更具體而言，由于電趨膚深度現(xiàn)象，這種板的存在會顯著減少高頻磁場自EMAT至試驗器材中的穿透，并且由于DC通量被別的閉合路徑從試驗器材移去，試驗器材中的DC磁場被減弱。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于某些上述材料卓越的抗磨損特性，如果能將具有導(dǎo)電和鐵磁特性的防磨耗板加入到EMAT中，同時保持EMAT的有效聲學(xué)性能將是最理想的。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于在試驗器材中激發(fā)超聲的電磁聲學(xué)換能器，該換能器包括用于施加DC磁場給試驗器材的磁裝置；由交流源提供的、用于在試驗器材內(nèi)提供AC磁通量的電線圈；以及適于接合試驗器材的表面并沿該表面滑動的防磨耗板，其特征是，防磨耗板包括其中具有開口的導(dǎo)電鐵磁器材，使所述開口具有一定形式，以在防磨耗板中提供電和磁不連續(xù)，允許DC磁場和AC磁通量都穿透到試驗器材中以便通過它們的相互作用引起試驗器材的超聲振動。
選擇防磨耗板中的開口的精確位形，以適合EMAT的類型，確保試驗器材中DC磁場和AC磁通量的建立。
注意到磁裝置可以是一個或多個永久磁體或者是一個或多個電磁體。
根據(jù)本發(fā)明的EMAT的、由導(dǎo)電鐵磁材料構(gòu)成的防磨耗板可被設(shè)置具有大大超過常規(guī)非鐵磁非導(dǎo)電防磨耗板的厚度，同時仍保持聲學(xué)效能。防磨耗板增大的厚度及其材料性能的寬選擇范圍使EMAT的工作壽命能增加到超過常規(guī)防磨耗板可能達(dá)到的工作壽命。
在本發(fā)明的一些實施方案中，開口包括防磨耗板中的多個平行槽。這些槽可各自基本垂直于試驗器材中象電流的方向延伸；不過，取決于將要在試驗器材中產(chǎn)生的波，其他取向是可能的。
在根據(jù)本發(fā)明的換能器中，該換能器的磁裝置可包括多個縱向排列的磁體，該多個磁體的相鄰磁體的異性極相互鄰接。于是，優(yōu)選的是，槽位于相鄰磁體之間的邊界下方。在這種布置中，EMAT及其防磨耗板在試驗器材中產(chǎn)生水平極化聲學(xué)剪切波，其中試驗器材的運動平行于試驗面并與波向垂直(orthogonal)。注意到本發(fā)明并不限于這樣的布置。
優(yōu)選地，防磨耗板的厚度等于防磨耗板內(nèi)被激發(fā)的主波模式波長的1/4。
如上面提到的，磁裝置可包括多個縱向排列的磁體。可替換地，磁裝置可包括至少一個磁體，并且電線圈位于至少一個磁體與防磨耗板之間，例如，鄰近防磨耗板。線圈中具有多個彎曲(meander)。于是，線圈可被布置沿大體平行于防磨耗板的平面排列(line)。優(yōu)選地，彎曲將線圈的方向改變180度，這樣線圈包括通過彎曲連接的多個大體直且近似平行的部分。在這種布置中，直部分與防磨耗板中相應(yīng)的多個平行槽對準(zhǔn)。而且在這種布置中，防磨耗板最好在槽之間具有伸出部，使得線圈的直部分對被相應(yīng)的伸出部隔開。
附圖簡述僅以舉例的方式，參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實施方案，其中

圖1示出了電繞組與試驗器材之間無防磨耗板的常規(guī)水平極化剪切波EMAT的部分；圖2示出了當(dāng)在繞組與試驗器材之間插入導(dǎo)電板時圖1的布置；圖3示出了具有施加DC磁場給試驗器材的磁裝置的常規(guī)EMAT的部分；圖4示出了當(dāng)在磁裝置與試驗器材之間插入導(dǎo)電板時圖3的布置；圖5和6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的EMAT的部分；圖7示出了本發(fā)明的一個實施方案的部分；圖8示出了無防磨耗板的另一常規(guī)EMAT的部分；圖9示出了沿圖8的A-A線得到的圖8中EMAT的豎直剖面圖；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案的EMAT，與圖8對應(yīng)但具有防磨耗板；和，圖11示出了沿圖10的B-B線得到的圖10中EMAT的豎直剖面圖。
具體實施例方式
參照圖，圖1對一簡單繞組所產(chǎn)生的AC電流進(jìn)行了圖解，該簡單繞組比如是一般可用于EMAT中以產(chǎn)生水平極化剪切波的繞組。該圖示出了位于試樣4上方的平面繞組2。AC電流通過該繞組，用電流箭頭6表示。這些電流被顯示在時間上是凝固的，以任一方向環(huán)流。象電流8由AC繞組電流6感生到試樣4中，并與AC繞組電流6的方向相反。它們在試樣4的上表面所在的平面內(nèi)環(huán)流。
圖2示出了在繞組2與試樣4之間插入導(dǎo)電板10的影響?，F(xiàn)在，象電流8在導(dǎo)電板10的表面內(nèi)流動。除非導(dǎo)電板10非常薄或者具有弱電導(dǎo)率，否則它會對試樣4屏蔽掉繞組2的電磁效應(yīng)，阻止任何象電流在試樣4內(nèi)環(huán)流。這將會妨礙在圖2中僅部分被示出的EMAT起作用。
圖3示出了試樣4的表面上、由處于水平極化剪切波EMAT的一種典型布置中的永久磁體12建立的DC場模式。關(guān)于試樣4上的法向磁場分量，試樣4被顯示具有不同極性的區(qū)域14。圖3示出了水平極化剪切波EMAT的最常用設(shè)計中的所有主要部件。
圖4示出了在磁體12與試樣4之間插入導(dǎo)電鐵磁板10的影響，先前在試樣4上建立的DC磁場被限制到板10上而不能到達(dá)試樣4。
根據(jù)本發(fā)明的EMAT，提供了一種其中具有開口的導(dǎo)電鐵磁防磨耗板，使開口具有一定形式，以在防磨耗板上建立電和磁不連續(xù)，允許DC磁場和AC磁通量都穿透到試驗器材中以便通過它們的相互作用引起試驗器材的超聲振動。
圖5示出了插入開槽導(dǎo)電板16對AC電流的影響。板16僅部分被示出，即槽所在的區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)板16好象一連串棒(bar)，出于圖示目的共給出三個。槽被布置得大致與導(dǎo)電板16中的象電流18的法向電流正交。在這種情況下，象電流既在導(dǎo)電板16中又在試樣4中流動，在試樣4中電流的方向類似于圖1中的簡單情形。在開槽板16中，象電流18被迫使沿槽的壁行進(jìn)，并通過以與板16的上表面上的電流相反的方向沿板16的下表面(在圖5中看不見)行進(jìn)來完成它們的環(huán)流。
在圖5中，即使繞組電流振幅相同且繞組2與試樣4之間的距離相同，試樣4中的象電流8也可具有比圖1中的象電流高的振幅。當(dāng)開槽板16的厚度在繞組2與試樣4之間的間隙中所占的比例大時，這一點尤其成立。對于精心設(shè)計的開槽板16，對試樣4中的電流8的主要貢獻(xiàn)是在開槽板16中行進(jìn)的電流所感生出的象電流18，由于某些地方的象電流18在物理上非常接近試樣4，因而感生出強(qiáng)電流。開槽板16中的電流18自身是源自繞組2的象電流，在開槽板16的上表面處，在此處繞組2接近開槽板16，非常強(qiáng)的電流18被感生到開槽板16中。凈效果是，同繞組2與試樣4之間具有相同距離但不包括開槽板16的布置相比，在試樣4中感生出的電流8可增強(qiáng)。
圖6示出了針對圖3的布置，在繞組2與試樣4之間插入鐵磁開槽板16對DC磁場模式的影響。開槽板16雖然改變了試樣4中的DC場模式，但通過將槽置于磁體12之間的邊界下方，試樣4中的場模式大致類似于圖3中的模式14。在具有精心設(shè)計的鐵磁開槽板16的情況下，對于磁體與試樣之間的相等距離，可使試樣4中的場強(qiáng)顯著大于沒有開槽板16時的場強(qiáng)。
圖6示出了具有開槽防磨耗板16的水平極化剪切波EMAT的主要部件。圖6所示的試樣中的DC場模式20同試樣4中的AC電流模式8產(chǎn)生所需的洛侖茲力，其中試樣4中的AC電流模式8將會與圖5所示的相同。附帶條件是防磨耗板16必須是導(dǎo)電的和鐵磁性的，并具有其幾何結(jié)構(gòu)會增強(qiáng)EMAT的AC象電流和DC磁場兩者的槽。
圖5和6僅圖解了一種特定類型的EMAT，但利用開槽的導(dǎo)電鐵磁防磨耗板16的原則也可適用于其他設(shè)計，即使該其他設(shè)計具有不同的槽布置。
圖7更詳細(xì)地示出了根據(jù)本發(fā)明的EMAT的部分。具有槽17的防磨耗板16采用網(wǎng)格或柵格的形式，AC繞組2和DC磁體12被包含在殼體20內(nèi)。繞組2包括C-磁心22，不過可使用其他構(gòu)型。
將通過另一個例子描述本發(fā)明的第二實施方案。在這個例子中，EMAT及其防磨耗板在試驗器材中產(chǎn)生聲波，其中試驗器材的運動主要與試驗面和傳播方向垂直。得到的波可為瑞利、拉姆或垂直極化剪切類型，取決于試驗器材的幾何結(jié)構(gòu)。本發(fā)明并不限于產(chǎn)生這些波型的EMAT。圖8和9示出了無防磨耗板的常規(guī)EMAT的部分。繞組23是彎曲型的，位于單個磁體26的磁極的下方、試驗器材25的上方。彎曲線圈23中的AC電流以常規(guī)方式示出(點和叉構(gòu)成一個循環(huán)，分別表示流出和流入紙平面的電流)。試驗器材中的象電流被顯示在時間上是凝固的，分布在表面上，與彎曲線圈中的最接近導(dǎo)體中的電流的方向相反。試驗器材中的電流密度在與彎曲線圈導(dǎo)體間的間隙相等的距離內(nèi)，從一個方向的最大值平緩地變化到相反方向的最大值。該平緩變化近似正弦。
圖10和11示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案的EMAT，具有圖8的所有特征，但還具有開槽的導(dǎo)電鐵磁防磨耗板26。彎曲線圈繞組位于防磨耗板23的開口槽31的上方。這樣，彎曲線圈23包括與防磨耗板26中的槽31對準(zhǔn)的多個線狀(直)部分30，直部分30通過180度拐角或彎曲32連接。這樣，對彎曲線圈23的每個直部分30，防磨耗板26有一個槽31。而且如圖10所示，防磨耗板可具有凸出部或帶27，凸出部或帶27由與防磨耗板26相同的材料構(gòu)成，自防磨耗板26凸出以延伸到介于彎曲線圈23的相鄰直部分30之間的間隙中。
彎曲線圈23中的AC電流被顯示在時間上是凝固的，與圖9所示的電流沒有差別。由于防磨耗板26/27的金屬帶是導(dǎo)電的，所以如所示出的，象電流28在防磨耗板中流動。這些象電流自身能在試驗器材中產(chǎn)生別的象電流29。因此，試驗器材中的象電流是彎曲線圈中的電流的產(chǎn)物，同時也是防磨耗板中的象電流的產(chǎn)物。試驗器材中的象電流分布在試驗器材的整個表面上，并在與彎曲線圈的繞組間隙相等的距離內(nèi)，從一個方向的最大值波動到另一方向的最大值。然而，試驗器材象電流與在無防磨耗板的情況下圖9所示的原始象電流大不相同。最重要的區(qū)別是，所有其他幾何變量相同時，試驗器材中的最大AC電流密度，其在彎曲線圈的任一線狀部分的正下方出現(xiàn)，與無防磨耗板的情形相比增大了。因此，防磨耗板能增強(qiáng)試驗器材中的AC象電流。由于防磨耗板又是鐵磁性的，所以它有助于將來自磁體24的DC磁通量傳送給試驗器材，效果是與沒有防磨耗板的EMAT相比，根據(jù)本發(fā)明的EMAT的總體聲學(xué)性能得到改善。
作為進(jìn)一步解釋，EMAT上的導(dǎo)電或鐵磁性防磨耗層的作用受防磨耗板的面區(qū)域上的電和磁性能的變化影響。通過去除防磨耗板的特定區(qū)域的材料，例如通過開槽，將產(chǎn)生最易控制的變化。所得到的整個防磨耗面上的電不連續(xù)大大地改變了高頻磁場與試驗器材相互作用的程度。相關(guān)的磁穿透率變化也影響EMAT所施加的DC通量模式。重要的是，EMAT防磨耗板中的高頻感生電流與防磨耗板中的DC場的聯(lián)合作用能在改善EMAT聲學(xué)性能方面起到新的作用。通過細(xì)心設(shè)計，防磨耗板可被布置得使EMAT性能與具有相似厚度的常規(guī)防磨耗板的EMAT相比大大提高，該厚度須經(jīng)受由對機(jī)械強(qiáng)度的需要而引起的限制。于是，可選擇防磨耗板的材料，以獲得與常規(guī)抗磨耗材料相比得以大大改善的、對EMAT的機(jī)械保護(hù)。最終設(shè)計還必須考慮由EMAT行為在防磨耗板內(nèi)產(chǎn)生的聲信號以及由這些信號引起的任何不利影響。
AC場影響防磨耗板以幾種方式影響EMAT性能。其中一種方式是改變AC場，以及EMAT和試驗器材內(nèi)和在EMAT和試驗器材周圍的渦流。在防磨耗板內(nèi)流動的電流尤其重要。鄰近防磨耗板的外表面上的試驗器材流動的高頻渦流的大小和表面積非常重要，對最佳防磨耗板設(shè)計而言，必須對它們進(jìn)行合適的定位(orient)并使它們極大化。
為了使水平極化剪切波EMAT防磨耗板內(nèi)的AC渦流最優(yōu)化，應(yīng)該以橫切出現(xiàn)在防磨耗板的向內(nèi)(繞組側(cè))表面上的渦流線的方式，在防磨耗板中開槽。這些槽的間距和長度必須保證以橫切槽的方式流動的、保持在防磨耗板的內(nèi)表面上的電流，被迫使進(jìn)行環(huán)流，沿槽壁行進(jìn)并以與內(nèi)表面上的電流相反的方向沿防磨耗板的外表面行進(jìn)。在可能的情況下，必須減小任何完全在防磨耗板的內(nèi)表面平面內(nèi)環(huán)流而不到達(dá)外表面的其他電流回路，因為這些電流對EMAT的聲學(xué)性能沒有貢獻(xiàn)且浪費電能。
特別對水平極化剪切波EMAT而言，減小完全在內(nèi)表面平面內(nèi)環(huán)流的無用AC電流的重要手段是通過將槽延伸至完全超出EMAT的最強(qiáng)AC場范圍。這確保了存在于槽以外的區(qū)域中的渦流弱、且與EMAT效能幾乎沒有關(guān)聯(lián)，其中在該槽以外的區(qū)域中渦流可更自由地在內(nèi)平面內(nèi)環(huán)流。一種減小內(nèi)表面中的AC電流的附加方法是減小位于接近AC繞組的極的區(qū)域中的槽之間的距離，根據(jù)定義，在該區(qū)域中AC通量具有垂直于內(nèi)表面的有效分量且渦流喜歡平行于內(nèi)平面環(huán)流。
在防磨耗板的外表面上流動的有用AC電流起附加電繞組一樣的作用，它補(bǔ)充或者可支配EMAT的主繞組的作用。由于這些電流在一個物理上鄰近試驗器材的平面內(nèi)流動，所以它們在試驗器材中感生出比EMAT的主繞組所直接引起的象電流更強(qiáng)的象電流，其中由于防磨耗板的存在導(dǎo)致主繞組距試驗器材較遠(yuǎn)。EMAT的性能近似與防磨耗板中的外表面電流的大小成正比。
為了確保電流進(jìn)行所需環(huán)流，防磨耗板導(dǎo)電率必須高，防磨耗板厚度應(yīng)遠(yuǎn)大于在EMAT的工作頻率下與防磨耗板材料有關(guān)的電趨膚深度。
通過恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計槽模式，可針對聲學(xué)效能將總的板尺寸以及任何給定繞組布置下的、防磨耗板中的AC電流最優(yōu)化。不過，在未考慮其他因素的情況下，還不能最終確定槽模式，槽模式對EMAT的DC場性能的影響就是其中一個因素。
DC場影響事實上所有EMAT的性能都隨在試樣內(nèi)產(chǎn)生的DC場強(qiáng)的增大而提高。DC場強(qiáng)受槽分布影響，通過在EMAT的前表面上把至少一些槽安排得與DC磁極面的邊界相符來最優(yōu)化。在采用這種布置的情況下，迫使DC通量通過橫過防磨耗板的厚度并經(jīng)由試樣閉合(close)來進(jìn)行環(huán)行。反過來，通量被阻止在防磨耗板內(nèi)以從極到極的方式行進(jìn)，因為這將會包括橫過一個槽，而槽作為一個導(dǎo)磁率被減小了很多的區(qū)域會阻隔通量。
注意到DC場要求可能與防磨耗板的機(jī)械完整性相沖突。
機(jī)械完整性槽布置的DC準(zhǔn)則不能被嚴(yán)格執(zhí)行，因為否則的話當(dāng)槽的蹤跡超出(trace out)換能器面上的極區(qū)域的邊界時，會構(gòu)成閉合環(huán)。這會將防磨耗板分成分離的部分，損害板的機(jī)械完整性。例如，在單個磁體有一個磁極面向試驗器材的情形下，槽會形成一個環(huán)，使防磨耗板的大片中間部分得不到剩余板支撐，并因需要單獨的支撐裝置而導(dǎo)致不便。因此，在大多數(shù)實際情況下，需要對槽的理想DC場設(shè)計進(jìn)行折衷。
影響槽設(shè)計的另一個因素是，在某些磨損條件下，具有平行于EMAT的預(yù)定行進(jìn)方向的軸線的槽可優(yōu)先于橫切行進(jìn)方向的槽。如果有許多密排的槽且EMAT很可能遇到能刨削(gouge)換能器面的物體，則這一點尤其成立。具有橫向密排槽的不利后果是槽之間的薄材料帶可能會因刨削過程中產(chǎn)生的力而發(fā)生變形。
聲學(xué)影響防磨耗板的厚度和其他尺寸影響由EMAT的直接聲學(xué)發(fā)生引起的、進(jìn)入防磨耗板中的聲波的振幅。必須設(shè)置這些波，使得他們不會不利地影響EMAT的運行。必須防止防磨耗板內(nèi)的持久混響，該持久混響會掩蓋對來自試驗器材的聲信號的接收。
防磨耗板厚度可為防磨耗板內(nèi)被激發(fā)的主波模式波長的1/4。在該厚度下，防磨耗板將不會承載法向駐波，法向駐波可能在脈沖傳輸后顯著地共振，并產(chǎn)生EMAT會對之特別敏感的信號。與防磨耗板接觸放置的聲阻尼材料有時是必要的，以減弱防磨耗板的聲激發(fā)。該要求在EMAT僅作為發(fā)射機(jī)或僅作為接收機(jī)運行的情況下不太重要。在這些情況下，不存在傳輸脈沖混響影響接收信號的問題(所謂的鳴鈴)。
總論因此，防磨耗板槽布置應(yīng)該考慮AC場特性、DC場特性和機(jī)械問題，即避免將板分割成孤立的部分，并適當(dāng)?shù)乜紤]EMAT的行進(jìn)方向以及可能發(fā)生的破壞性事件。防磨耗板厚度和總體設(shè)計應(yīng)該考慮在防磨耗板內(nèi)內(nèi)部發(fā)生的聲學(xué)活動及它們對EMAT聲學(xué)性能的影響。防磨耗板的材料應(yīng)具有必要的導(dǎo)磁性和導(dǎo)電性，以令人滿意地控制防磨耗板內(nèi)的AC電流，還必須耐磨損。
具有由3mm厚的工具鋼構(gòu)成的防磨耗板的水平極化剪切波EMAT獲得了與一種先前設(shè)計相同的聲學(xué)性能，在該先前設(shè)計中，EMAT由0.5mm厚的陶瓷層保護(hù)，并被證實對管道檢查而言不夠堅固。
因此，提供了一種EMAT，其防磨耗板是由鐵磁導(dǎo)電材料構(gòu)成的，使該防磨耗板具有一定形式，以便通過其對EMAT所產(chǎn)生的DC和AC場分量的影響而使其具備對EMAT的聲學(xué)性能有利的材料不連續(xù)。
權(quán)利要求
1.一種用于在試驗器材中激發(fā)超聲的電磁聲學(xué)換能器，該換能器包括用于施加DC磁場給試驗器材的磁裝置；由交流源提供的、用于在試驗器材內(nèi)提供AC磁通量的電線圈；以及，適于接合試驗器材的表面并沿該表面滑動的防磨耗板，其特征在于防磨耗板包括其中具有開口的導(dǎo)電鐵磁器材，使所述開口具有一定形式，以在防磨耗板中提供電和磁不連續(xù)，允許DC磁場和AC磁通量都穿透到試驗器材中以便通過它們的相互作用引起試驗器材的超聲振動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換能器，其特征在于，所述開口包括防磨耗板中的多個平行槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換能器，其特征在于，磁裝置包括多個縱向排列的磁體，所述多個磁體的相鄰磁體的異性極相互鄰接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換能器，其特征在于，槽位于相鄰磁體之間的邊界下方。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的換能器，其特征在于，防磨耗板的厚度等于防磨耗板內(nèi)被激發(fā)的主波模式波長的1/4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換能器，其特征在于，磁裝置包括至少一個磁體，電線圈包括介于所述至少一個磁體與防磨耗板之間的彎曲線圈，彎曲線圈具有通過彎曲互連的多個直部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的換能器，其特征在于，彎曲線圈的所述多個直部分平行。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的換能器，當(dāng)從屬于權(quán)利要求2時，其特征在于，彎曲線圈的直部分與防磨耗板中的槽對準(zhǔn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一權(quán)利要求所述的換能器，其特征在于，防磨耗板具有多個凸出，每個凸出在彎曲線圈相應(yīng)的相鄰直部分對之間伸出。
10.一種具有根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電磁轉(zhuǎn)化的管道豬。
11.一種利用電磁聲學(xué)換能器在試驗器材中激發(fā)超聲的方法，該方法包括施加DC磁場給試驗器材；在試驗器材內(nèi)提供AC磁通量；以及，使防磨耗板接合試驗器材并沿該試驗器材滑動，其特征在于，防磨耗板包括其中具有開口的導(dǎo)電鐵磁器材，所述開口在防磨耗板中提供電和磁不連續(xù)，由此DC磁場和AC磁通量都穿透到試驗器材中，并且由于DC磁場和AC磁通量的相互作用試驗器材的超聲振動發(fā)生。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述開口包括防磨耗板中的多個平行槽。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，槽基本垂直于試驗器材中的電流的方向延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，防磨耗板的厚度等于防磨耗板內(nèi)被激發(fā)的主波模式波長的1/4。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，超聲振動是水平極化剪切波。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，磁裝置包括至少一個磁體，電線圈包括介于所述至少一個磁體與防磨耗板之間的彎曲線圈，彎曲線圈具有通過彎曲互連的多個直部分。
全文摘要
一種電磁聲學(xué)換能器(12，24)具有用于施加DEC磁場給試驗器材(4，25)的一個或多個磁體，以及由交流源提供的、用于在試驗器材內(nèi)提供AC磁通量的電線圈(2，23)。防磨耗板(16，26)接合沿試驗器材表面的滑動面。防磨耗板(16，26)由導(dǎo)電鐵磁材料構(gòu)成，其中具有開口(17，31)。因此，DC場和ACT通量都能穿透試驗器材，引起該器材的超聲振動。
文檔編號B06B1/04GK1809749SQ200480017143
公開日2006年7月26日 申請日期2004年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月19日
發(fā)明者D·佩奇, R·A·默賽爾, I·索爾比 申請人:Pii有限公司