專利名稱：Emat發(fā)射探頭的聲發(fā)射激發(fā)裝置的制作方法
技術領域：
EMAT發(fā)射探頭的聲發(fā)射激發(fā)裝置是EMAT無損探傷技術原理性的創(chuàng)新應用與發(fā)展。將EMAT發(fā)射探頭布置在需復檢和重點檢測區(qū)域的上方，通以高頻、高幅值的脈沖正弦波激勵電壓，通過能量聚焦的激勵電壓在待檢測區(qū)域上激發(fā)高能渦流，利用鐵磁材料的磁致伸縮力和洛倫茲力激發(fā)缺陷自身發(fā)出聲發(fā)射信號實現(xiàn)缺陷的無損探測和評估，此裝置可以有效地提高EMAT對活動缺陷、局部閉合缺陷和微細裂紋的檢測能力，具有良好的工業(yè)應用價值。
背景技術：
隨著制造技術的發(fā)展，要求材料在高溫、高壓、高速度和高負荷下有很好的性能和可靠性，這使得傳統(tǒng)的EMAT技術很難滿足無損探傷檢測的檢測速度和檢測靈敏度需求，聲發(fā)射技術以其高靈敏性和動態(tài)監(jiān)測特性成為EMAT技術重要的補充技術，可以有效地提高 EMAT對活動缺陷、局部閉合缺陷和微細裂紋的檢測能力。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，使用普通的EMAT發(fā)射探頭，在缺陷(鐵磁材料的金屬薄板裂紋型表面缺陷)處激發(fā)聲發(fā)射信號，從而實現(xiàn)對活動缺陷、局部閉合缺陷和微細裂紋的檢測。EMAT發(fā)射探頭的激勵電流自起點至最大幅值，以等差數(shù)列的形式分布，通過分析聲發(fā)射信號與不用激勵電流的關系對缺陷進行判定。本發(fā)明采用的技術方案是信號產生器(2)，功率放大裝置(3)，阻抗匹配器，EMAT 發(fā)射探頭(4)，EMAT接受探頭。信號產生器(2)由一個單片機組成的控制回路和一個DDS芯片組成的信號回路組成，為后面的功率放大裝置(3)提供頻率準確的驅動端高頻脈沖輸入信號。功率放大裝置(3)為一個D類全橋逆變功率放大器，為后面的變壓器提供低畸變的交變電壓，經(jīng)變壓器放大的交變電壓通過阻抗匹配器為諧振電容和EMAT發(fā)射探頭組成的諧振回路提供能量。EMAT發(fā)射探頭⑷，為一個低頻段的EMAT探頭，使用印刷電路板技術在電路板上制作回折線圈，使用永磁體提高聲發(fā)射效應，在接觸面上覆蓋一層耐磨的復合材料。EMAT接受探頭采用和EMAT相同的結構組成，一對一發(fā)一收模式的信號激勵與接收系統(tǒng)。


圖I是本發(fā)明的整體結構框圖；圖2是信號產生器原理圖；圖3是優(yōu)化設計后的功率放大裝置；圖4是EMAT發(fā)射探頭的原理圖。
具體實施例方式下面結合實例和附圖對EMAT發(fā)射探頭的聲發(fā)射激發(fā)裝置作出詳細說明。如圖I所示，將220v的交流電經(jīng)過整流實現(xiàn)190v的直流輸出給功率放大裝置
(3)，通過信號產生器(2)控制功率放大裝置(3)將其逆變?yōu)榻涣麟妷?，?jīng)變壓器升壓后，成為阻抗匹配器的輸入電壓。諧振電容和EMAT發(fā)射探頭組成的諧振回路經(jīng)阻抗匹配器進行阻抗匹配后為變壓器的負載。加載到諧振回路中得到的正弦電壓經(jīng)EMAT發(fā)射探頭(4)在金屬板上激發(fā)渦流產生聲發(fā)射信號，使用EMAT接受探頭采集信號并輸出到前置放大器，實現(xiàn)渦流激勵聲發(fā)射信號。如圖2所示，來自鍵盤或者電腦的信號經(jīng)單片機接收后轉為DDS芯片的控制信號實現(xiàn)穩(wěn)定的高頻控制信號輸出來驅動功率放大裝置(3)。如圖3所示，一個D類全橋逆變功率放大裝置通過Q1、Q2、Q3和Q4的交替開通和關斷將190V直流逆變?yōu)榻蛔冸妷?，為后面的變壓器提供低畸變的交變電壓，?jīng)變壓器放大的交變電壓通過阻抗匹配器為諧振電容和EMAT發(fā)射探頭組成的諧振回路提供能量。如圖4所示，EMAT發(fā)射探頭為一個低頻段的EMAT探頭，使用印刷電路板技術在電路板上制作回折線圈，使用永磁體提高聲發(fā)射效應，在接觸面上覆蓋一層耐磨的復合材料。
權利要求
1.EMAT發(fā)射探頭的聲發(fā)射激發(fā)裝置，其特征在于設置有信號產生器(2)，功率放大裝置⑶，阻抗匹配器，EMAT發(fā)射探頭⑷，EMAT接受探頭。
2.根據(jù)權利要求I所述的EMAT發(fā)射探頭的聲發(fā)射激發(fā)裝置，其特征還在于，將220v的交流電經(jīng)過整流實現(xiàn)190v的直流輸出給功率放大裝置(3)，通過信號產生器(2)控制功率放大裝置(3)將其逆變?yōu)榻涣麟妷海?jīng)變壓器升壓后，成為阻抗匹配器的輸入電壓；諧振電容和EMAT發(fā)射探頭組成的諧振回路經(jīng)阻抗匹配器進行阻抗匹配后為變壓器的負載；加載到諧振回路中得到的正弦電壓經(jīng)EMAT發(fā)射探頭(4)在金屬板上激發(fā)渦流產生聲發(fā)射信號， 使用EMAT接受探頭采集信號并輸出到前置放大器，實現(xiàn)渦流激勵聲發(fā)射信號。
3.根據(jù)權利要求I所述的EMAT發(fā)射探頭的聲發(fā)射激發(fā)裝置，其特征還在于，EMAT發(fā)射探頭的激勵電流自起點至最大幅值，以等差數(shù)列的形式分布，通過分析聲發(fā)射信號與不用激勵電流的關系對缺陷進行判定。
4.根據(jù)權利要求I所述的EMAT發(fā)射探頭的聲發(fā)射激發(fā)裝置，其特征還在于，一個D類全橋逆變功率放大裝置通過Ql、Q2、Q3和Q4的交替開通和關斷將190V直流逆變?yōu)榻蛔冸妷?，為后面的變壓器提供低畸變的交變電壓，?jīng)變壓器放大的交變電壓通過阻抗匹配器為諧振電容和EMAT發(fā)射探頭組成的諧振回路提供能量。
全文摘要
本發(fā)明是EMAT發(fā)射探頭的聲發(fā)射激發(fā)裝置，包括有信號產生器，功率放大裝置，阻抗匹配器，EMAT發(fā)射探頭，EMAT接受探頭。本發(fā)明使用普通的EMAT發(fā)射探頭，可以在缺陷(鐵磁材料的金屬薄板裂紋型表面缺陷)處激發(fā)聲發(fā)射信號，從而實現(xiàn)缺陷的無損探測和評估。將EMAT發(fā)射探頭布置在需復檢和重點檢測區(qū)域的上方，通以高頻高幅值的脈沖正弦波激勵電壓，通過能量聚焦的激勵電壓在待檢測區(qū)域上激發(fā)高能渦流，利用鐵磁材料的磁致伸縮力和洛倫茲力激發(fā)缺陷自身發(fā)出聲發(fā)射信號實現(xiàn)缺陷的無損探測和評估，此裝置可以有效地提高EMAT對活動缺陷、局部閉合缺陷和微細裂紋的檢測能力，具有良好的工業(yè)應用價值。
文檔編號G01N29/24GK102590353SQ20121000765
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權日2012年1月12日
發(fā)明者劉素貞, 張獻, 張闖, 李勁松, 李陽, 楊慶新, 金亮 申請人:天津工業(yè)大學