横波直入射电磁超声传感器制造技术

一种横波直入射电磁超声传感器，包括：外壳；圆柱形磁铁，设置于外壳内，自上而下产生凸台状的偏置磁场；电磁屏蔽层，套设在圆柱形磁铁的外侧；一体式环形线圈，包括环形线圈及引线，设置在所述外壳下部的凹台中；阻热层，设置于所述外壳底部的外侧，以封住所述一体式环形线圈；上端封头，与所述外壳配合封住所述外壳的开口；信号接头，设置在所述上端封头，连接一导线与所述引线；垫圈，设置在所述外壳底部，位于所述电磁屏蔽层与环形线圈之间，其底部通过所述外壳内侧壁的凸起支撑；其中，所述圆柱形磁铁产生的所述凸台状的偏置磁场的顶部位于所述一体式环形线圈处。本实用新型专利技术可以提供直入射横波，对温度高达650度的导体进行超声波测厚和探伤。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及超声波无损检测
，特别涉及一种对处于高温状态的导体材料进行超声波测厚或探伤的横波直入射电磁超声传感器。
技术介绍
超声波无损检测技术是一种便携、高效、绿色的无损检测方法，在工业上有广泛的应用。一般情况下，超声波激励接收主要采用压电传感器，利用压电晶片的压电效应产生振动，然后通过耦合剂将超声波耦合进入被检材料，并从被检材料中接收超声波信号。此过程要求压电传感器与被检材料间有良好的耦合，因而检测过程一般需打磨材料表面并涂抹耦合剂。受压电晶片振动形式及耦合剂的限制，压电传感器较难产生直入射横波，尽管也有横波直入射传感器，但在应用的过程中，需要粘度很强的耦合剂，且非常难于应用与高温检测场合。而直入射横波在实际应用中，有其特定的需求场合，例如采用它可以发现沿材料厚度方向的裂纹，孔径很小但已有一定深度的小孔，而这些缺陷是采用纵波传感器很难发现的。
技术实现思路
本技术提供一种横波直入射电磁超声传感器，提供直入射横波，对温度高达650度的导体进行超声波测厚和探伤。为了实现上述目的，本技术实施例提供了一种横波直入射电磁超声传感器，所述的横波直入射电磁超声传感器包括:外壳；圆柱形磁铁，设置于所述外壳内，自上而下产生凸台状分布的偏置磁场；电磁屏蔽层，套设在所述圆柱形磁铁的外侧；一体式环形线圈，包括环形线圈及引线，所述环形线圈设置在所述外壳下部的凹台中；阻热层，设置于所述外壳底部的外侧，以封住所述一体式环形线圈；上端封头，与所述外壳配合封住所述外壳的开口 ；信号接头，设置在所述上端封头，连接一导线与所述引线；垫圈，设置在所述外壳底部，位于所述电磁屏蔽层与环形线圈之间，其底部通过所述外壳内侧壁的凸起支撑；其中，所述圆柱形磁铁产生的所述凸台状的偏置磁场的顶部位于所述一体式环形线圈处。在一实施例中，所述的横波直入射电磁超声传感器还包括:绝热胶，填充于所述电磁屏蔽层与所述外壳的内侧面之间。在一实施例中，所述的横波直入射电磁超声传感器还包括:走线槽，通过所述绝热胶固定，用于穿过所述引线。在一实施例中，所述的横波直入射电磁超声传感器还包括:耐磨镀层，镀于所述阻热层上，位于所述横波直入射电磁超声传感器的最前端，用于防止所述阻热层的磨损。在一实施例中，所述的横波直入射电磁超声传感器还包括:耐高温手柄，固定于所述上端封头上，用于所述横波直入射电磁超声传感器的高温环境检测。在一实施例中，所述耐高温手柄为中空结构，使得所述信号接头位于其中，并且所述耐高温手柄的端头设置绝缘层及手垫。在一实施例中，所述环形线圈为按同心圆跳变形式绕制而成的至少两层线圈，并且各层线圈中电流的流向一致。在一实施例中，所述环形线圈的层数为偶数层。在一实施例中，上一层线圈的最内侧线圈由过孔走线到该上一层线圈的背面，连接至相邻的下一层线圈的最内侧线圈，上一层线圈的跳变斜线与相邻的下一层线圈的跳变斜线形成交叉线。在一实施例中，所述环形线圈为按螺旋线绕制而成的至少两层线圈。在一实施例中，所述环形线圈的层数为偶数层。在一实施例中，所述环形线圈印制于印刷电路板上，所述引线与所述环形线圈一体印刷。在一实施例中，所述环形线圈由漆包线绕制而成，所述引线需为预留的一体导线。在一实施例中，所述阻热层的厚度小于3_。在一实施例中，所述耐磨镀层的材料为聚酰亚胺，厚度为0.2mm。在一实施例中，所述外壳的外径为30mm，壁厚为2mm ;所述凹台高为1mm，宽为2mm。在一实施例中，所述环形线圈内径为6mm，外径为18mm。本技术通过洛伦兹力、磁致伸缩力和磁化力在材料中耦合产生出直入射横波，可以对温度高达650度的导体进行超声波测厚和探伤。具有非接触、无需打磨材料表面、无需耦合剂、容易产生超声横波及可用于高温检测的优点。【附图说明】为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例的横波直入射电磁超声传感器的结构示意图；图2为本技术实施例的圆柱型衫钴磁铁距表面6mm处磁场强度分布图；图3为本技术实施例的圆柱型衫钴磁铁距表面6mm处沿直径磁场强度分布图；图4为本技术实施例的同心圆跳变形式绕制线圈的结构示意图；图5为本技术实施例的螺旋线绕制线圈的结构示意图；图6为本技术实施例的横波直入射电磁超声传感器在厚度为20mm的Q235材料上26°C时的检测信号示意图；图7为本技术实施例的横波直入射电磁超声传感器在厚度为20mm的Q235材料上500°C时的检测信号示意图；图8为本技术实施例的凹台13的剖面示意图。【具体实施方式】下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术实施例提供了一种横波直入射电磁超声传感器，为如图1所示，所述的横波直入射电磁超声传感器包括:外壳11，圆柱形磁铁9，电磁屏蔽层8，一体式环形线圈4，阻热层5，上端封头3，信号接头2及垫圈7。外壳11用于为上述各部件的安装提供支架，并提供保护功能。外壳11的尺寸由一体式环形线圈4和圆柱形磁铁9的尺寸决定。外壳底部为镂空结构，并且底部存在一凹台13，用于放置该一体式环形线圈4，图8为本技术实施例的凹台13的剖面示意图。一实施例中，夕卜壳11的外径为30mm，壁厚为2mm ;所述凹台高为1mm，宽为2mm。圆柱形磁铁9设置于外壳11内，圆柱形磁铁9能自上而下产生凸台状的偏置磁场。一实施例中，该圆柱形磁铁9材质为单块衫钴磁铁，外径24_，高度20_。磁场分布在一体式环形线圈4所在处为近似平台状，平台面积可覆盖环形线圈大小，即在一体式环形线圈4平面处，覆盖线圈大小的范围内，磁场大小近似为常值。在距离6mm的平面内60mmX60mm范围内扫描测量的磁场分布，如图2中所不。沿某一直径扫描测量的磁场分布如图3所示。电磁屏蔽层8套设在圆柱形磁铁9的外侧，电磁屏蔽层8采用良好导体材质，如铜箔。电磁屏蔽层8完整外包于磁铁上，厚度约为1_。一体式环形线圈4包括环形线当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种横波直入射电磁超声传感器，其特征在于，所述的横波直入射电磁超声传感器包括：外壳；圆柱形磁铁，设置于所述外壳内，自上而下产生凸台状分布的偏置磁场；电磁屏蔽层，套设在所述圆柱形磁铁的外侧；一体式环形线圈，包括环形线圈及引线，所述环形线圈设置在所述外壳下部的凹台中；阻热层，设置于所述外壳底部的外侧，以封住所述一体式环形线圈；上端封头，与所述外壳配合封住所述外壳的开口；信号接头，设置在所述上端封头上，连接一导线与所述引线；垫圈，设置在所述外壳底部，位于所述电磁屏蔽层与环形线圈之间，其底部通过所述外壳内侧壁的凸起支撑；其中，所述圆柱形磁铁产生的凸台状的所述偏置磁场的顶部位于所述一体式环形线圈处。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑阳，郑晖，李素军，赵泓，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11