一種電磁超聲的電源裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明是一種電磁超聲的電源裝置，包括有：信號(hào)產(chǎn)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(hào)，從而實(shí)現(xiàn)缺陷的無(wú)損探測(cè)和評(píng)估。將EMAT發(fā)射探頭布置在需復(fù)檢和重點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域的上方，通以高頻高幅值的脈沖正弦波激勵(lì)電壓，通過(guò)能量聚焦的激勵(lì)電壓在待檢測(cè)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(hào)實(shí)現(xiàn)缺陷的無(wú)損探測(cè)和評(píng)估，此裝置可以有效地提高EMAT對(duì)活動(dòng)缺陷、局部閉合缺陷和微細(xì)裂紋的檢測(cè)能力，具有良好的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電磁超聲的電源裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種電磁超聲的電源裝置是EMAT無(wú)損探傷技術(shù)原理性的創(chuàng)新應(yīng)用與發(fā)展。將EMAT發(fā)射探頭布置在需復(fù)檢和重點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域的上方，通以高頻、高幅值的脈沖正弦波激勵(lì)電壓，通過(guò)能量聚焦的激勵(lì)電壓在待檢測(cè)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(hào)實(shí)現(xiàn)缺陷的無(wú)損探測(cè)和評(píng)估，此裝置可以有效地提高EMAT對(duì)活動(dòng)缺陷、局部閉合缺陷和微細(xì)裂紋的檢測(cè)能力，具有良好的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著制造技術(shù)的發(fā)展，要求材料在高溫、高壓、高速度和高負(fù)荷下有很好的性能和可靠性，這使得傳統(tǒng)的EMAT技術(shù)很難滿(mǎn)足無(wú)損探傷檢測(cè)的檢測(cè)速度和檢測(cè)靈敏度需求，聲發(fā)射技術(shù)以其高靈敏性和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)特性成為EMAT技術(shù)重要的補(bǔ)充技術(shù)，可以有效地提高EMAT對(duì)活動(dòng)缺陷、局部閉合缺陷和微細(xì)裂紋的檢測(cè)能力。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)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(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)活動(dòng)缺陷、局部閉合缺陷和微細(xì)裂紋的檢測(cè)。EMAT發(fā)射探頭的激勵(lì)電流自起點(diǎn)至最大幅值，以等差數(shù)列的形式分布，通過(guò)分析聲發(fā)射信號(hào)與不用激勵(lì)電流的關(guān)系對(duì)缺陷進(jìn)行判定。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:信號(hào)產(chǎn)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。
[0005]信號(hào)產(chǎn)生器(2)由一個(gè)單片機(jī)組成的控制回路和一個(gè)DDS芯片組成的信號(hào)回路組成，為后面的功率放大裝置(3)提供頻率準(zhǔn)確的驅(qū)動(dòng)端高頻脈沖輸入信號(hào)。
[0006]功率放大裝置(3)為一個(gè)D類(lèi)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(guò)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。
[0007]EMAT發(fā)射探頭⑷，為一個(gè)低頻段的EMAT探頭，使用印刷電路板技術(shù)在電路板上制作回折線(xiàn)圈，使用永磁體提高聲發(fā)射效應(yīng)，在接觸面上覆蓋一層耐磨的復(fù)合材料。EMAT接受探頭采用和EMAT相同的結(jié)構(gòu)組成，一對(duì)一發(fā)一收模式的信號(hào)激勵(lì)與接收系統(tǒng)。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0009]圖2是信號(hào)產(chǎn)生器原理圖；
[0010]圖3是優(yōu)化設(shè)計(jì)后的功率放大裝置；
[0011]圖4是EMAT發(fā)射探頭的原理圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合實(shí)例和附圖對(duì)一種電磁超聲的電源裝置作出詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]如圖1所示，將220v的交流電經(jīng)過(guò)整流實(shí)現(xiàn)190v的直流輸出給功率放大裝置
(3)，通過(guò)信號(hào)產(chǎn)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(jìn)行阻抗匹配后為變壓器的負(fù)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(chǎn)生聲發(fā)射信號(hào)，使用EMAT接受探頭采集信號(hào)并輸出到前置放大器，實(shí)現(xiàn)渦流激勵(lì)聲發(fā)射信號(hào)。
[0014]如圖2所示，來(lái)自鍵盤(pán)或者電腦的信號(hào)經(jīng)單片機(jī)接收后轉(zhuǎn)為DDS芯片的控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高頻控制信號(hào)輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)功率放大裝置(3)。
[0015]如圖3所示，一個(gè)D類(lèi)全橋逆變功率放大裝置通過(guò)Q1、Q2、Q3和Q4的交替開(kāi)通和關(guān)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(guò)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。
[0016]如圖4所示，EMAT發(fā)射探頭為一個(gè)低頻段的EMAT探頭，使用印刷電路板技術(shù)在電路板上制作回折線(xiàn)圈，使用永磁體提高聲發(fā)射效應(yīng)，在接觸面上覆蓋一層耐磨的復(fù)合材料。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁超聲的電源裝置，其特征在于設(shè)置有:信號(hào)產(chǎn)生器(2)，功率放大裝置(3)，阻抗匹配器，EMAT發(fā)射探頭⑷，EMAT接受探頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁超聲的電源裝置，其特征還在于，將220v的交流電經(jīng)過(guò)整流實(shí)現(xiàn)190v的直流輸出給功率放大裝置(3)，通過(guò)信號(hào)產(chǎn)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(jìn)行阻抗匹配后為變壓器的負(fù)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(chǎn)生聲發(fā)射信號(hào)，使用EMAT接受探頭采集信號(hào)并輸出到前置放大器，實(shí)現(xiàn)渦流激勵(lì)聲發(fā)射信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁超聲的電源裝置，其特征還在于，EMAT發(fā)射探頭的激勵(lì)電流自起點(diǎn)至最大幅值，以等差數(shù)列的形式分布，通過(guò)分析聲發(fā)射信號(hào)與不用激勵(lì)電流的關(guān)系對(duì)缺陷進(jìn)行判定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁超聲的電源裝置，其特征還在于，一個(gè)D類(lèi)全橋逆變功率放大裝置通過(guò)Q1、Q2、Q3和Q4的交替開(kāi)通和關(guān)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(guò)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。
【文檔編號(hào)】G01N29/14GK103604871SQ201310586131
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】金亮, 張獻(xiàn), 李勁松, 楊慶新, 李陽(yáng), 劉素貞, 張闖 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)
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