An array electromagnetic ultrasonic resonance probe and method for measuring metal thickness on rough surface are presented. The probe comprises a permanent magnet, an excitation coil, a detection coil array and a flexible material skeleton; the excitation coil is located at the bottom of the permanent magnet; the detection coil array is composed of a plurality of detection coils, and a plurality of detection coils are surrounded by each other. A detection coil array is formed around the excitation coil. The permanent magnet produces a strong constant magnetic field. When the excitation coil is connected with the pulse excitation current, the upper surface of the specimen will produce eddy current. The eddy current will produce Lorentz force under the constant magnetic field of the permanent magnet, which will cause particle vibration, and then produce ultrasonic wave on the upper surface of the specimen. When the ultrasonic wave propagates in the conductive material, it will be reflected from the rough metal surface, and the reflected ultrasonic echo will be received by the array detection coil around the excitation coil. The thickness distribution of the rough surface of the conductive material can be calculated by signal processing.
【技术实现步骤摘要】
针对粗糙表面金属测厚的阵列电磁超声共振探头及方法
本专利技术涉及一种针对粗糙表面金属测厚的阵列电磁超声共振探头及方法。
技术介绍
随着近年来我国对核电事业的大力投入,核电站数量和装机容量持续增加。然而,2011年发生的福岛核电站事故再次证明,核电安全问题需得到社会各界人士的高度关注。在核电站安全管理中,定期无损检测是确保系统安全运行的重要手段。核电站的一些关键部件由于生产、使用时产生的拉应力状态及轻水堆核电站水环境影响而容易造成缺陷,同时在弯管和节流孔处经长期液体冲击腐蚀可能出现管壁凹凸不平无规则的局部减薄现象。这些都会对核电结构的安全及可靠性造成严重威胁。传统电磁超声检测方法特征是检出线圈只有一个,缺点是检出效率低,检出线圈空间分辨率低,只适用于下表面为光滑表面的试件的测厚,不适用于定量下表面为粗糙表面的试件的厚度。本专利技术在传统方法的基础上,主要针对凹凸不平无规则的管壁减薄现象设计了一种改进型阵列电磁超声共振探头及测厚方法,检出线圈的数量增多,接收反射信号的范围大大增加,显著提高了探头的检出效率。并且,不仅能够定量光滑表面试件的厚度,还能有效定量粗糙表面试件的厚度。同时,由于检出线圈的直径小,这有利于提高对试件检测的空间分辨率,即提高了检测灵敏度。因此,本专利技术有效地解决了在检测粗糙表面试件的厚度时存在的回波由于漫反射而无法被接收到的问题,适用于粗糙表面结构的厚度定量评估。该探头及方法可同等适用于薄板及管道厚度的定量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种针对粗糙表面金属测厚的阵列电磁超声共振探头及方法,该专利技术检测灵敏度高,能够有效地定量粗糙 ...
【技术保护点】
1.一种针对粗糙表面金属测厚的阵列电磁超声共振探头,其特征在于:包括永磁体(1)、柔性材料骨架(2)和线圈(3);所述线圈(3)包括一个激励线圈(5)以及由多个检出线圈阵列嵌套组成的检出线圈阵列组;检测时,线圈(3)位于试件(4)表面,永磁体(1)正下方是激励线圈(5),激励线圈(5)正下方是检出线圈阵列组,永磁体(1)和线圈(3)由柔性材料骨架(2)固定成一体。
【技术特征摘要】
1.一种针对粗糙表面金属测厚的阵列电磁超声共振探头,其特征在于:包括永磁体(1)、柔性材料骨架(2)和线圈(3);所述线圈(3)包括一个激励线圈(5)以及由多个检出线圈阵列嵌套组成的检出线圈阵列组;检测时,线圈(3)位于试件(4)表面,永磁体(1)正下方是激励线圈(5),激励线圈(5)正下方是检出线圈阵列组,永磁体(1)和线圈(3)由柔性材料骨架(2)固定成一体。2.根据权利要求1所述的阵列电磁超声共振探头,其特征在于:所述永磁体(1)由两个大小相同正负极相反的矩形磁铁贴合组成,每个矩形磁铁的长为20mm,宽为10mm,高为20mm;所述激励线圈(5)的直径为10mm,线圈匝数为40;所述检出线圈阵列组中的每个检出线圈大小均相同,直径为10mm,线圈匝数为40。3.根据权利要求1所述的阵列电磁超声共振探头,其特征在于:所述检出线圈阵列组由内外两层检出线圈阵列组成。4.根据权利要求3所述的阵列电磁超声共振探头,其特征在于:所述内层检出线圈阵列由四个检出线圈组成,外层检出线圈阵列由十二个检出线圈组成。5.根据权利要求1所述的阵列电磁超声共振探头,其特征在于:永磁体(1)和激励线圈(5)的尺寸能够根据需要,改变,检出线圈阵列组中检出线圈的尺寸、数量和匝数也能够根据需要增减。6.权利要求1至5任一项所述的阵列电磁超声共振探头进...
【专利技术属性】
技术研发人员:解社娟,段志荣,朱光艺,李鹏,田明明,陈振茂,
申请(专利权)人:新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院,西安交通大学,
类型:发明
国别省市:新疆,65
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