[发明专利]电磁超声横波换能器的探头及其控制方法、装置

说明书

本申请公开了一种电磁超声横波换能器的探头及其控制方法、装置。该探头包括：多个永磁铁；多个阵元线圈；其中，多个永磁铁设置在多个阵元线圈的上层，多个阵元线圈中每个阵元线圈的两端与待检测车轮的表面的距离均相同，多个阵元线圈中每个阵元线圈的长度不同，多个阵元线圈根据交变电流，在多个永磁铁产生的偏置磁场中，形成在待检测车轮内部向下传播的超声横波。通过本申请，解决了相关技术中电磁超声横波换能器无法有效识别车轮金属内部的缺陷的问题。

技术领域

本申请涉及无损检测研究领域，具体而言，涉及一种电磁超声横波换能器的探头及其控制方法、装置。

背景技术

随着计算机技术、电磁超声技术的不断发展，电磁超声检测在检测设备安全的场景起着关键作用，同时超声检测被广泛运用于航空航天检测、能源检测等重要领域。

常规压电超声检测技术对待检测物体的限制条件较多，比如，检测过程需要液态耦合剂、检测过程不适合在高温、辐射和强腐蚀等极端环境中进行。目前，对车轮金属内部的缺陷一般通过压电超声检测技术进行检测，但该技术需要耦合剂，一定程度上影响了检测的过程。其次，压电超声检测技术产生的超声波一般是超声纵波，衰减大，在复杂环境中无法取得精确的检测结果。电磁超声检测技术虽然不需要在检测过程中适用耦合剂，但现有的电磁超声横波换能器换能效率低，接收到的缺陷回波信号微弱，目前对车轮内部缺陷无较好的检测方法。

针对相关技术中电磁超声横波换能器无法有效识别车轮金属内部的缺陷的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种电磁超声横波换能器的探头及其控制方法、装置，以解决相关技术中电磁超声横波换能器无法有效识别车轮金属内部的缺陷的问题。

为了实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电磁超声横波换能器的探头，包括：多个永磁铁；多个阵元线圈；其中，所述多个永磁铁设置在所述多个阵元线圈的上层，所述多个阵元线圈中每个阵元线圈的两端与所述待检测车轮的表面的距离均相同，所述多个阵元线圈中每个阵元线圈的长度不同，所述多个阵元线圈根据交变电流，在所述多个永磁铁产生的偏置磁场中，形成在待检测车轮内部向下传播的超声横波。

进一步地，所述探头还包括：所述多个永磁铁中的每个永磁铁根据所述待检测车轮的弧度，排列在所述多个阵元线圈的上层空间内。

进一步地，所述探头还包括：所述多个永磁铁中每个永磁铁的长高比为1：2。

进一步地，所述探头还包括：所述多个永磁铁中的两两相邻的永磁铁的磁极相反。

进一步地，所述探头还包括：所述多个阵元线圈中的每个阵元线圈为接收电流信号和发送电流信号为一体的阵元线圈。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电磁超声横波换能器，所述电磁超声横波换能器设置有上述任意一项所述的探头。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电磁超声横波换能器的探头，还提供了一种电磁超声横波换能器的探头的控制方法，所述控制方法应用于控制上述电磁超声横波换能器的探头，包括：采用多个永磁铁产生偏置磁场；使用延时相控阵控制向多个阵元线圈传输高频脉冲电流信号的时序，形成在待检测车轮内部向下传播的超声横波；通过所述多个阵元线圈接收目标信号，其中，所述目标信号是所述超声横波接触到所述待检测车轮内部的金属缺陷后返回的信号；将所述目标信号进行处理，以识别所述待检测车轮内部的金属缺陷。

进一步地，使用延时相控阵控制向所述多个阵元线圈传输高频脉冲电流信号的时序，形成在待检测车轮内部向下传播的超声横波包括：依据所述多个阵元线圈中每个阵元线圈由短至长的长度顺序，向所述多个阵元线圈传输高频脉冲电流信号，以使所述多个阵元线圈中的所有阵元线圈在同一时刻产生所述超声横波。