專利名稱：電磁聲探傷儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于無損檢測儀，尤其是對鋼材進行無損檢測的儀器的設計和制造技術領域。
鋼管在各種使用中，都要對管端進行聯接，如果管端部有缺陷，那么在對管端聯接過程中此缺陷要擴展，從而造成嚴重的安全隱患，因而管端探傷顯得尤為重要。然而，當前世界各國在鋼管的自動探傷過程中都不可避免地要留下200～300mm的端部盲區。因此，為了保證鋼管的安全、可靠使用，世界各國都在爭先研制管端探傷設備。普遍使用一是磁粉探傷設備，其缺點是探傷速度低。二是壓電超聲探傷設備，是靠壓電效應在探頭的壓電晶片中產生超聲振動，經過聲偶合介質水或油傳入工件中，才能進行超聲探傷，其缺點是受聲偶合介質影響，探傷的靈敏度低，分辨率低，速度慢。
本實用新型的目的是提供一種能對管端部進行高速、高靈敏度探傷的電磁聲探傷儀。
本實用新型的目的是這樣實現的，該探傷儀由脈沖發生器、測頭和接收器組成，脈沖發生器電路由脈沖電路、驅動電路及功率輸出電路組成。脈沖電路輸出信號到驅動電路高阻場效應晶體管放大后，再由雙射隨驅動脈沖變壓器，達到低阻抗，雙套驅動電路驅動功率輸出電路，功率輸出電路由四只高頻大電流某氏三極管組成橋式脈沖輸出電路。測頭是交流電磁鐵磁極間裝高頻線圈，高頻線圈的發射線圈與脈沖發生器相連，高頻線圈的接收線圈與接收器相連。高頻線圈有三種繞法，一種是回折式線圈，發射線圈與接收線圈錯開λs/4的形式，λs是鋼管中聲表面波波長，發射線圈與接收線圈本身的兩相鄰繞線間距皆為λs/2。第二種是差動回折式線圈，發射線圈或接收線圈或二者皆繞成差接，使二個發射或接收聲波的相位相反，差動線圈的聲波相抵消。第三種是聚焦回折式線圈，發射線圈和接收線圈呈弧線形，弧線中心就是聲聚焦點，發射線圈與接收線圈本身的兩相鄰繞線間距皆為λs/2。
工作時，脈沖發生器頻率為0.2～1.0MHZ，用激勵高頻線圈，可在高頻線圈中產生30A的峰-峰值脈沖電流，這個脈沖電流在被測鋼管中感應出相同頻率的渦流，此渦流在外場力的作用下產生羅倫茲力，從而在鋼管中產生與渦流頻率相同的超聲波，此超聲波沿管壁傳播，當遇到管端或缺陷時，被反射回來的信號再經線圈、電磁鐵接收并轉換成電脈沖信號進入接收器，經處理后在探傷儀顯示屏上顯示出來，或送至聲、光報警器報警。
本實用新型的優點是，可以探出距管端10mm以上的缺陷，深度為壁厚5％以上的橫向內外壁人工刻傷；更易于探出管體內、外壁縱、橫向缺陷；還能探測出鋼管內、外壁折疊、裂紋等自然缺陷。結構合理，使管端探測盲區大大縮小。探傷靈敏度高、可靠性強、速度快。能對粗糙表面進行探傷，也可在高溫環境下進行探傷。
以下結合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明
圖1為本實用新型結構示意圖圖2為本實用新型高頻線圈回折式線圈示意圖圖3為本實用新型高頻線圈差動回折式線圈示意圖圖4為本實用新型高頻線圈聚焦回折式線圈示意圖圖5、圖6為本實用新型脈沖發生器驅動電路圖圖7為本實用新型脈沖發生器功率輸出電路圖實施例1該電磁聲探傷儀由脈沖發生器、測頭和接收器組成，脈沖發生器電路由脈沖電路、驅動電路及功率輸出電路組成。脈沖電路輸出信號到驅動電路高阻場效應晶體管放大后，再由雙射隨驅動脈沖變壓器，達到低阻抗，雙套驅動電路驅動功率輸出電路，功率輸出電路由四只高頻大電流某氏三極管組成橋式脈沖輸出電路。此電路特點是，頻率可調范圍寬0.2～1MHZ，輸出阻抗低，小于0.2歐姆，輸出脈沖電流可達30A以上，滿足發射高脈沖大電流的要求。測頭是交流電磁鐵1磁極間裝高頻線圈2，高頻線圈的發射線圈與脈沖發生器3相連，高頻線圈的接收線圈與接收器4相連。高頻線圈是回折式線圈，繞成發射線圈與接收線圈錯開λs/4的形式，λs是鋼管中聲表面波波長，發射線圈與接收線圈本身的兩相鄰繞線間距皆為λs/2。鋼管中表面聲波速為3000m/s，除以λs得出的頻率為聲表面波頻率fs，當脈沖發生器激勵電調諧脈沖頻率fe=fs時，在鋼管可激發出很強的表面波；如fe＞fs時，可激發出橫波；如滿足蘭母波激發條件時，也可激發出蘭母波，就可很方便地實現各種波模的探傷。
實施例2該電磁聲探傷儀高頻線圈是差動回折式線圈，發射線圈或接收線圈或二者皆繞成差接，使二個發射或接收聲波的相位相反，差動線圈的聲波相抵消。當管端無缺陷時，線圈輸出為零；而當一個線圈對準缺陷，另一個線圈對準無缺陷管時，線圈輸出較大的未抵消掉的信號，實現近管端缺陷高分辨率探傷。
實施例3該電磁聲探傷儀高頻線圈是聚焦回折式線圈，發射線圈和接收線圈呈弧線形，弧線中心就是聲聚焦點，發射線圈與接收線圈本身的兩相鄰繞線間距皆為λs/2。由于聲干涉作用聲聚焦點變成一個柱狀，它有一定長度，在此焦柱長度內的缺陷的反射波幅度都較高，用這樣線圈可實現更高分辨率的探傷，對探測距管端很近的橫向缺陷更有利。實施例2、實施例3其余部分都與實施例1相同。
權利要求1.電磁聲探傷儀，由脈沖發生器、測頭和接收器組成，其特征是脈沖發生器電路由脈沖電路、驅動電路及功率輸出電路組成，測頭是交流電磁鐵(1)磁極間帶有高頻線圈(2)，高頻線圈的發射線圈與脈沖發生器(3)相連，高頻線圈的接收線圈與接收器(4)相連。
2.根據權利要求1所述的電磁聲探傷儀，其特征是高頻線圈是回折式線圈，繞成發射線圈與接收線圈錯開λs/4的形式，λs是鋼管中聲表面波波長，發射線圈與接收線圈本身的兩相鄰繞線間距皆為λs/2。
3.根據權利要求1所述的電磁聲探傷儀，其特征是高頻線圈是差動回折式線圈，發射線圈或接收線圈或二者皆繞成差接，使二個發射或接收聲波的相位相反，差動線圈的聲波相抵消。
4.根據權利要求1所述的電磁聲探傷儀，其特征是高頻線圈是聚焦回折式線圈，發射線圈和接收線圈呈弧線形，弧線中心就是聲聚焦點，發射線圈與接收線圈本身的兩相鄰繞線體間距皆為λs/2。
專利摘要電磁聲探傷儀,屬于無損檢測儀的設計和制造技術領域。其由脈沖發生器、測頭和接收器組成。脈沖發生器電路由脈沖電路、驅動電路及功率輸出電路組成。測頭是交流電磁鐵磁極間裝高頻線圈,高頻線圈的發射線圈和接收線圈分別與脈沖發生器和接收器相連。能探出距管端10mm以上的缺陷,深度為壁厚5%以上的人工刻傷,能探出管體內外壁折疊、裂紋。靈敏度高,可靠性強,速度快,可用于對鋼管探傷。
文檔編號G01N29/06GK2425363SQ9925025
公開日2001年3月28日 申請日期1999年11月8日 優先權日1999年11月8日
發明者張廣純 申請人:張廣純