用于螺栓轴力检测的电磁超声双波换能器的制作方法

本技术涉及工业检测，特别涉及一种用于螺栓轴力检测的电磁超声双波换能器。

背景技术：

1、经过特殊设计的电磁超声双波换能器，可以同时激励横波和纵波。使用此类电磁超声双波换能器可实现基于超声双波法的螺栓轴力测量。测量时，仅需要一次标定，就可对在役状态的螺栓轴力进行测量，而无需测量螺栓初始状态，且测量精度较高。

2、目前的用于螺栓轴力检测的电磁超声双波换能器通常设计为圆柱形，该形状的电磁超声双波换能器可满足绝大多数的螺栓轴力需求。由于螺栓是铁磁性材料，传感器内的永磁体与螺栓之间会有较强的磁力。为了保证测量时永磁体不因磁力而被吸出传感器外壳导致整个传感器损坏，磁铁下方通常会设置卡位结构，使得磁铁不会被吸出。

3、但是，由于卡位结构的存在，其遮挡住磁铁下表面部分区域，即目前大多数电磁超声双波换能器中空心线圈的外径会比磁铁外径小很多。且卡位结构一般设置为金属，会影响线圈产生的交变磁场，造成超声信号减弱等问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种，以解决现有技术中磁体底部的卡位结构对空心线圈外径的影响，提高电磁超声双波换能器的传感性能。

2、为实现上述实用新型目的，本实用新型一实施方式提供一种用于螺栓轴力检测的电磁超声双波换能器，包括外壳以及设置于外壳内的磁体、卡位环和空心线圈；

3、所述卡位环套设于所述磁体部分外表面，且所述卡位环的内径等于所述磁体的外径；

4、所述空心线圈设置于所述磁体下方，且与所述磁体同轴线设置，所述空心线圈的外径小于所述卡位环的外径；

5、所述外壳外侧面设置有连通所述外壳内的插接口，所述插接口与所述空心线圈电性连接。

6、作为本实用新型一实施方式的进一步改进，在平行于所述磁体轴线方向上，所述卡位环的高度至少为所述磁体高度的60％-70％。

7、作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述外壳内壁设置有支撑固定所述卡位环的卡位结构。

8、作为本实用新型一实施方式的进一步改进，在平行于所述磁体轴线方向上，所述卡位环部分区域处设置有贯穿所述卡位环上表面和下表面的缺口。

9、作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述空心线圈的外径小于所述磁体的外径，且所述空心线圈的外径与所述磁体的外径之差小于1mm。

10、作为本实用新型一实施方式的进一步改进，还包括设置于外壳内的隔磁件，所述隔磁件设置于所述磁体和所述空心线圈之间，且与所述磁体同轴线设置；

11、所述空心线圈在所述隔磁件下表面的正投影完全位于所述隔磁件下表面内。

12、作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述隔磁件为空心隔磁件，所述空心隔磁件的内径小于所述空心线圈的内径。

13、作为本实用新型一实施方式的进一步改进，还包括设置于外壳内的防撞层，所述空心线圈中心区域定义出第一空腔，所述防撞层穿过所述第一空腔且与所述空心线圈同轴线设置，所述第一空腔的外径大于等于所述防撞层的外径。

14、作为本实用新型一实施方式的进一步改进，还包括设置于所述磁体和所述空心线圈之间的隔磁件，且所述隔磁件为具有第二空腔的空心隔磁件，当所述第二空腔的外径大于等于所述防撞层的外径时，所述防撞层延伸至所述第二空腔内。

15、作为本实用新型一实施方式的进一步改进，还包括设置于所述外壳内的耐磨层，所述耐磨层设置于所述空心线圈的下方，所述耐磨层包括连接的第一耐磨层和第二耐磨层；

16、所述第一耐磨层设置于所述空心线圈和所述第二耐磨层之间；

17、还包括设置于所述空心线圈内的防撞层，所述防撞层的下表面凸出所述空心线圈下表面设置，所述第一耐磨层包覆所述防撞层凸出所述空心线圈下表面的部分区域，所述第一耐磨层的下表面与所述防撞层的下表面位于同一平面。

18、本实用新型的有益效果在于：在外壳内设置套设于磁体外表面的卡位环，该卡位环可固定支撑磁体，防止电磁超声双波换能器在对螺栓轴力进行测量时其内磁体被磁力吸出外壳外，同时可将卡位环和磁体看作一磁体组件，相当于增加了磁体的外径大小，即本申请中可适当增加空心线圈的外径以提高电磁超声双波换能器的传感性能。

技术特征：

1.一种用于螺栓轴力检测的电磁超声双波换能器，其特征在于，包括外壳以及设置于外壳内的磁体、卡位环和空心线圈；

2.根据权利要求1所述的用于螺栓轴力检测的电磁超声双波换能器，其特征在于，在平行于所述磁体轴线方向上，所述卡位环的高度至少为所述磁体高度的60％-70％。

3.根据权利要求1所述的用于螺栓轴力检测的电磁超声双波换能器，其特征在于，所述外壳内壁设置有支撑固定所述卡位环的卡位结构。

4.根据权利要求1所述的用于螺栓轴力检测的电磁超声双波换能器，其特征在于，在平行于所述磁体轴线方向上，所述卡位环部分区域处设置有贯穿所述卡位环上表面和下表面的缺口。

5.根据权利要求1所述的用于螺栓轴力检测的电磁超声双波换能器，其特征在于，所述空心线圈的外径小于所述磁体的外径，且所述空心线圈的外径与所述磁体的外径之差小于1mm。

6.根据权利要求1所述的用于螺栓轴力检测的电磁超声双波换能器，其特征在于，还包括设置于外壳内的隔磁件，所述隔磁件设置于所述磁体和所述空心线圈之间，且与所述磁体同轴线设置；

7.根据权利要求6所述的用于螺栓轴力检测的电磁超声双波换能器，其特征在于，所述隔磁件为空心隔磁件，所述空心隔磁件的内径小于所述空心线圈的内径。

8.根据权利要求1所述的用于螺栓轴力检测的电磁超声双波换能器，其特征在于，还包括设置于外壳内的防撞层，所述空心线圈中心区域定义出第一空腔，所述防撞层穿过所述第一空腔且与所述空心线圈同轴线设置，所述第一空腔的外径大于等于所述防撞层的外径。

9.根据权利要求8所述的用于螺栓轴力检测的电磁超声双波换能器，其特征在于，还包括设置于所述磁体和所述空心线圈之间的隔磁件，且所述隔磁件为具有第二空腔的空心隔磁件，当所述第二空腔的外径大于等于所述防撞层的外径时，所述防撞层延伸至所述第二空腔内。

10.根据权利要求1所述的用于螺栓轴力检测的电磁超声双波换能器，其特征在于，还包括设置于所述外壳内的耐磨层，所述耐磨层设置于所述空心线圈的下方，所述耐磨层包括连接的第一耐磨层和第二耐磨层；

技术总结
本技术揭示了一种用于螺栓轴力检测的电磁超声双波换能器，包括外壳以及设置于外壳内的磁体、卡位环和空心线圈；卡位环套设于磁体部分外表面，且卡位环的内径等于磁体的外径；空心线圈设置于磁体下方，且与磁体同轴线设置，空心线圈的外径小于卡位环的外径；外壳外侧面设置有连通外壳内的插接口，插接口与空心线圈电性连接。本技术可解决现有技术中磁体底部的卡位结构对空心线圈外径的影响，提高电磁超声双波换能器的传感性能。

技术研发人员：李永虔,李展鹏,蒋川流,吴勇锋,许霁,汪开灿
受保护的技术使用者：零声科技（苏州）有限公司
技术研发日：20240220
技术公布日：2024/10/14