一种周期永磁铁式全向型水平剪切模态电磁声传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种周期永磁铁式全向型水平剪切模态电磁声传感器，该传感器包括碳钢片、扇形铷铁硼磁铁、螺旋线圈、非磁性材料片。将螺旋线圈、铷铁硼磁铁及非磁性材料片置于待测铝板表面，碳钢片在其正上方。基于非铁磁性材料的洛伦兹力效应，实现板结构中全向型水平剪切模态SH波的激励。通过试验验证了所研制的周期永磁铁式全向型水平剪切模态电磁声传感器可在铝板中激励出单一的SH0模态导波；通过全向性测试实验，验证了所研制的电磁声传感器可激励出沿360°方向传播SH0导波。利用研制的周期永磁铁式全向型水平剪切模态电磁声传感器及其阵列结合成像算法可实现对板结构的大范围、高效率的缺陷成像，具有极大的应用价值和潜力。

A Periodic Permanent Magnet Omnidirectional Horizontal Shear Mode Electromagnetic Acoustic Sensor

【技术实现步骤摘要】
一种周期永磁铁式全向型水平剪切模态电磁声传感器
本专利技术为一种周期永磁铁式全向型水平剪切模态电磁声传感器，属于超声无损检测领域，可在板结构中激励出沿360°方向传播的SH0模态导波。
技术介绍
金属板材结构被广泛的应用于航空航天、土木、机械等多个领域。在生产和使用过程中，金属板结构不可避免会产生损伤，大大降低材料的使用寿命。为了保证金属板结构使用的安全性，有必要对其进行无损检测。作为一种快速、高效的无损检测方法，超声导波技术已广泛应用于多种工程结构(如板、管和杆)的无损评价和健康检测。超声导波检测试验需要基于导波的频散、多模态和衰减等传播特性选择合适的检测模态和频率范围。由于最低阶水平剪切模态SH0在板结构中传播过程中的非频散特性，使得SH0模态对板结构无损检测具有一定的优势。目前，常用的激励超声导波的传感器主要有两种，一种是基于材料压电效应的压电传感器(PiezoeletricTransducer,PZT)，另一种是基于电磁耦合效应的电磁声传感器(ElectromagneticAcousticTransducer,EMAT)。压电传感器频率带宽较窄，容易激励出多个导波模态，且较难本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种周期永磁铁式全向型水平剪切模态电磁声传感器，包括非磁性材料片(1)，铷铁硼磁铁(2)，柔性电路板中螺旋线圈(3)和碳钢片(4)；其特征在于：扇形铷铁硼磁铁(2)包括五对相同的呈中心对称布置的扇形单元磁铁对，每个磁铁对的充磁方向为上下相反交替方向布置，每相邻两个单元间有一个间隙；非磁性材料片(1)置于扇形铷铁硼磁铁(2)阵列单元间的扇形间隙中；碳钢片(4)置于扇形铷铁硼磁铁(2)的顶部；柔性电路板中螺旋线圈(3)置于安装铷铁硼磁铁(2)的下端。

【技术特征摘要】
1.一种周期永磁铁式全向型水平剪切模态电磁声传感器，包括非磁性材料片(1)，铷铁硼磁铁(2)，柔性电路板中螺旋线圈(3)和碳钢片(4)；其特征在于：扇形铷铁硼磁铁(2)包括五对相同的呈中心对称布置的扇形单元磁铁对，每个磁铁对的充磁方向为上下相反交替方向布置，每相邻两个单元间有一个间隙；非磁性材料片(1)置于扇形铷铁硼磁铁(2)阵列单元间的扇形间隙中；碳钢片(4)置于扇形铷铁硼磁铁(2)的顶部；柔性电路板中螺旋线圈(3)置于安装铷铁硼磁铁(2)的下端。2.如权利要求1所述的一种周期永磁铁式全向型水平剪切模态电磁声传感器，其特征在于：所述的铷铁硼磁铁(2)横截面为扇形，沿z轴正负方向极化；扇形的外半径r2与螺旋线圈外半径相同，扇形张角为θ1，沿扇形径向长度为l2，厚度为h；相邻的两个铷铁硼磁铁(2)磁极相反，在试件表面附近产生垂直分布静磁场；相邻磁铁内弧长l1等于设计的全向型水平剪切模态电磁声传感器带宽最大频率f1对应的半波长λ/...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘增华，李艾丽，赵欣，何存富，吴斌，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11