一种用于检测钢轨轨头踏面缺陷的电磁超声换能器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103336062A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103336062103336062A(43)申请公布日2013.10.02(21)申请号201310258586.7(22)申请日2013.06.26(71)申请人钢研纳克检测技术有限公司地址100081北京市海淀区高粱桥斜街13号(72)发明人童凯范弘张建卫刘涛徐磊刘光磊(74)专利代理机构北京铭硕知识产权代理有限公司11286代理人郭鸿禧鲁恭诚(51)Int.Cl.G01N29/34(2006.01)G01N29/24(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图2页附图2页(54)发明名称一种用于检测钢轨轨头踏面缺陷的电磁超声换能器(57)摘要本发明公开了一种用于检测钢轨轨头踏面缺陷的电磁超声换能器。所述电磁超声换能器，包括：磁化装置，磁化装置包括两组线包和铁芯，两组线包分别绕制在铁芯的两端，每组线包均由多根漆包线并联成绞股线一同绕制，各根电线之间并联；电磁声探头，具有发射线圈和接收线圈，发射线圈中通以高频脉冲串电流，以在被检工件表面感应出相同频率的感应电流，从而引发超声表面波，在工件上传播的超声表面波能从工件的缺陷位置反射回来，并在接收线圈中感生出电流；其中，磁化装置和电磁声探头设置在被检工件上。本发明不仅实现了对常规超声法检测盲区的检测，而且无需耦合剂，探伤效率高。CN103336062ACN10362ACN103336062A权利要求书1/2页1.一种用于检测钢轨轨头踏面缺陷的电磁超声换能器，包括：磁化装置，磁化装置包括两组线包和铁芯，两组线包分别绕制在铁芯的两端，两组线包串行连接，每组线包均由3-6根电线并联成绞股线一同绕制而成，各根电线之间并联，每根电线采用直径为0.4-0.8mm的漆包线绕制，每根均绕制30-60匝，磁化装置在被检工件内产生磁场；电磁声探头，具有发射线圈和接收线圈，发射线圈中通以高频脉冲串电流，以在被检工件表面感应出相同频率的感应电流，从而引发超声表面波，在工件上传播的超声表面波能从工件的缺陷位置反射回来，并在接收线圈中感生出电流；其中，磁化装置和电磁声探头设置在被检工件上。2.根据权利要求1所述的电磁超声换能器，其中，磁化装置中每组线包由4根电线并联成绞股线一同绕制而成，每根电线采用直径为0.6mm的漆包线绕制，每根均绕制50匝。3.根据权利要求1所述的电磁超声换能器，其中，电磁声探头还包括骨架，骨架上设置多个槽。4.根据权利要求3所述的电磁超声换能器，其中，发射线圈由多根导线形成，多根导线并联成绞股线一次绕制而成，所述多根导线在每个槽中最多经过一次。5.根据权利要求3所述的电磁超声换能器，其中，接收线圈由单根导线绕制而成，单根导线在预定的槽内围绕成多匝。6.根据权利要求3至5中任一项所述的电磁超声换能器，其中，骨架用非金属材料制作。7.根据权利要求3-5中任一项所述的电磁超声换能器，其中，发射线圈和接收线圈的位置关系是彼此交错排列。8.根据权利要求1或2所述的电磁超声换能器，其中，电磁声探头还包括骨架，骨架上设置有24个相互平行的槽，槽距2mm，槽深1mm，槽宽1mm。9.根据权利要求8所述的电磁超声换能器，其中，发射线圈采用40根直径为0.15mm的漆包线，将它们并联成绞股线采用回折形方式在骨架上一次绕制而成，发射线圈包括6个发射单元，每个发射单元占用2个槽，相邻发射单元的导线的间距为3mm。10.根据权利要求9所述的电磁超声换能器，其中，发射线圈的机械几何波长为8mm，由此激发的超声表面波的主频率范围在300kHz-400kHz。11.根据权利要求9所述的电磁超声换能器，其中，发射线圈中通入的高频脉冲串的频率在100kHz～600kHz的范围内，脉冲电压幅值为120V，每组脉冲串中的脉冲个数在1～10内可调。12.根据权利要求11所述的电磁超声换能器，其中，发射线圈中通入的高频脉冲串的频率在300kHz～400kHz的范围内。13.根据权利要求8所述的电磁超声换能器，其中，2CN103336062A权利要求书2/2页接收线圈由单根导线绕制而成，所述导线采用直径为0.05mm的漆包线，接收线圈包括6个接收单元，每个接收单元占用两个槽，这两个槽内的匝数为40匝。14.根据权利要求1-5中任一项所述的电磁超声换能器，其中，当磁化装置工作时，在所述两组线包中通入频率为10Hz～200Hz低频脉冲电流，脉冲波形近似为方波，所述低频脉冲电流的电压的幅值为24V～80V。15.根据权利要求14所述的电磁超声换能器，其中，所述低频脉冲电流的电压、频率和占空比应连续可调。16.根据权利要求1-5中任一项所述的电磁超声换能器，其中，磁化装置在被检工件内产