一种基于电磁超声和交流电磁场的复合型缺陷检测探头

1.本发明涉及缺陷无损检测领域，尤其涉及一种基于电磁超声和交流电磁场的复合型缺陷检测探头设计。


背景技术：

2.交流电磁场检测(alternating current field measurement简称acfm)技术是激励线圈在工件中感应出均匀的交变电流，感应电流在裂纹、腐蚀等缺陷位置产生扰动，基于电场扰动引起空间磁场畸变原理，利用检测传感器测量空间磁场畸变信号，从而实现缺陷的检测与评估。电磁超声(electromagnetic acoustic transducer,emat)是一种新型无损检测技术。它的检测原理是向线圈通入高频交流电，线圈靠近待测件会在其表面产生高频感应涡流。在外加磁场的作用下，待测件受到洛伦兹力，从而在内部产生超声波。若待测件内部存在缺陷，超声波会反射回表面并由电磁超声换能器接收放大，经对比就能获得出缺陷的位置、大小等信息。交流电磁场检测具有非接触和无需校准测量两大优点，可以精确测量铝板表面裂纹缺陷。但只能检测表面和亚表面缺陷，无法检测内部缺陷。电磁超声检测具有无需耦合剂和非接触等优点。利用换能器产生的体波可检测铝板的内部缺陷。由于换能过程主要在铝板表面进行，无法检测表面或者亚表面缺陷。随着时代不断发展，工件的使用场景和使用条件越来越复杂，缺陷类型也趋于复合化，单一的无损检测已无法满足如今的检测需求。多种无损检测方法集成的复合无损检测方法开始受到国内外研究人员的重视。因此，针对铝板多种缺陷的检测方法显然需要多种无损检测方法复合以满足铝板缺陷的全面检测和定量检测等要求。本发明基于电磁超声和交流电磁场复合检测技术，设计了一种基于电磁超声和交流电磁场的复合型缺陷检测探头，结合acfm表面、亚表面缺陷检测和emat内部缺陷检测等优势，可实现对铝板表面缺陷和内部缺陷的全面、定性检测。


技术实现要素：

3.本实用新型主要是针对现有电磁超声和交流电磁场的复合型缺陷检测探头领域的不足，研发一种在检测过程中同时实现电磁超声和交流电磁场的复合型缺陷检测探头。探头中同时具备交流电磁场检测模块与电磁超声检测模块，能够同时接收交并传输流电磁场检测缺陷信息与电磁超声检测缺陷信息，结合acfm表面、亚表面缺陷检测和emat内部缺陷检测的优势，实现对铝板表面缺陷和内部缺陷的全面、定性检测。为了实现上述检测效果，本实验新型提供如下技术方案：一种基于电磁超声和交流电磁场的复合型缺陷检测探头，包括探头外壳、外壳盖子、矩形磁芯、磁传感器、信号放大电路、bnc接头、雷莫接头、永磁体、检测线圈、螺钉。所述探头外壳中设计有bnc接头安装孔、检测线圈安装槽、磁传感器安装槽、永磁体安装槽、雷莫接头安装孔，所述bnc接头通过插入所述bnc接头安装孔安装在所述探头外壳上，所述检测线圈通过所述检测线圈安装槽安装在所述探头外壳内部，所述磁传感器通过所述磁传感器安装槽安装在所述探头外壳内部，所述永磁体通过所述永磁体安装槽固定在所述探头外壳内部，所述雷莫接头通过所述雷莫接头安装孔固定在所述探头外
壳上，所述矩形磁芯放置在所述永磁体上方，所述信号放大电路可在所述探头外壳内部剩余空间自由布置，在内设安装完毕后，可将所述外壳盖子通过所述螺钉安装并固定在所述探头外壳上。
4.与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：
5.(1)同时实现acfm与emat双技术复合检测，用两种检测方法对缺陷进行检测，弥补单一检测技术的不足。
6.(2)将两种检测类型的检测探头集成在一个探头外壳中，占用空间更小、降低成本，避免检测过程中更换不同检测类型探头，提高效率。
7.(3)能够实现检测表面、亚表面及内部缺陷，能够有效提升检测精度与检测范围。
附图说明：
8.图1为本实用新型整体爆炸图；
9.图2为本实用新型中所述探头外壳内部结构图；
10.图3为本实用新型内部结构安装示意图；
11.图4为本实用新型整体装配示意图；
具体实施方式
12.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
13.本申请实施例提供一种基于电磁超声和交流电磁场的复合型缺陷检测探头。如图1、图2和图4所示，所述一种基于电磁超声和交流电磁场的复合型缺陷检测探头，包括探头外壳(1)，外壳盖子(2)，矩形磁芯(3)，磁传感器(4)，信号放大电路(5)，bnc接头(6)，雷莫接头(7)，永磁体(8)，检测线圈(9)，螺钉(10)。所述探头外壳(1)包括bnc接头安装孔(1.1)，检测线圈安装槽(1.2)，磁传感器安装槽(1.3)，永磁体安装槽(1.4)，雷莫接头安装孔(1.5)。所述bnc接头(6)安装在所述bnc接头安装孔(1.1)中，所述检测线圈(9)安装在所述检测线圈安装槽(1.2)中，所述磁传感器(4)安装在所述磁传感器安装槽(1.3)中，所述永磁体(8)安装在所述永磁体安装槽(1.4)中，所述雷莫接头(7)安装在所述雷莫接头安装孔(1.5)中。所述信号放大电路(5)可在所述探头外壳(1)内部剩余空间自由布置。在内设安装完毕后，可将所述外壳盖子(2)通过所述螺钉(10)安装并固定在所述探头外壳(1)上。
14.工作原理：在进行铝板缺陷检测时，将检测探头装有所述检测线圈(9)的一面放置在铝板表面上，并在铝板表面进行缺陷扫查。检测过程中，所述bnc接头(6)和所述雷莫接头(7)会与信号采集设备与信号激励设备连接，激励电信号在通入所述矩形磁芯(3)后，会在待检测对象表面感应出均匀磁场信号，当检测探头经过缺陷区域时，均匀磁场会在缺陷处产生畸变，此时产生的磁场畸变信号会被所述磁传感器(4)拾取并将该畸变信号传递给所述信号放大电路(5)进一步地，放大后的畸变磁场信号再经由所述雷莫接头(7)传输至信号采集设备。同时通入高频激励信号的所述矩形磁芯(3)与在铝板表面产生高频感应涡流，所述永磁体(8)产生的外加磁场作用在感应涡流上产生洛伦兹力，铝板受到洛伦兹力产生沿
厚度方向传播的超声波，超声波在内部缺陷位置会产生回波，进一步地，缺陷回波信号直接由所述bnc接头(6)传输至信号采集设备，最后上位机将处理分析过的两种缺陷信号显示在人机界面上，实现铝板表面、亚表面及内部缺陷的检测。
15.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种基于电磁超声和交流电磁场的复合型缺陷检测探头，其特征在于，包括探头外壳(1)，外壳盖子(2)，矩形磁芯(3)，磁传感器(4)，信号放大电路(5)，bnc接头(6)，雷莫接头(7)，永磁体(8)，检测线圈(9)，螺钉(10)。2.如权利要求1所述的一种基于电磁超声和交流电磁场的复合型缺陷检测探头，其特征在于，所述探头外壳(1)所述探头外壳(1)还包含bnc接头安装孔(1.1)，检测线圈安装槽(1.2)，磁传感器安装槽(1.3)，永磁体安装槽(1.4)，雷莫接头安装孔(1.5)；所述bnc接头(6)安装在所述bnc接头安装孔(1.1)中；所述检测线圈(9)安装在所述检测线圈安装槽(1.2)中；所述磁传感器(4)安装在所述磁传感器安装槽(1.3)中；所述永磁体(8)安装在所述永磁体安装槽(1.4)中；所述雷莫接头(7)安装在所述雷莫接头安装孔(1.5)中；所述信号放大电路(5)可在所述探头外壳(1)内部剩余空间自由布置。

技术总结
一种基于电磁超声和交流电磁场的复合型缺陷检测探头，包括探头外壳、外壳盖子、矩形磁芯、磁传感器、信号放大电路、bnc接头、雷莫接头、永磁体、检测线圈、螺钉。所述探头外壳中设计有bnc接头安装孔、检测线圈安装槽、磁传感器安装槽、永磁体安装槽、雷莫接头安装孔，所述bnc接头由所述bnc接头安装孔安在所述探头外壳上，所述检测线圈由所述检测线圈安装槽安在所述探头外壳内，所述磁传感器由所述磁传感器安装槽安在所述探头外壳内，所述永磁体安装在所述永磁体安装槽内，所述雷莫接头由所述雷莫接头安装孔安在所述探头外壳上，所述矩形磁芯放在所述永磁体上，所述信号放大电路放在所述探头外壳内，所述外壳盖子由所述螺钉安在所述探头外壳上。探头外壳上。探头外壳上。


技术研发人员：王汉 唐鑫 赵建超 赵建明 袁新安 李伟
受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）
技术研发日：2022.10.25
技术公布日：2023/1/24