[发明专利]阵列式多角度螺旋类SH导波电磁超声换能器

权利要求书

1.一种阵列式多角度螺旋类SH导波电磁超声换能器，其特征在于，超声换能器包括至少一个换能器单元，所述至少一个换能器单元沿周向布置于管道的外壁，以发射和/或接收导波，每个换能器单元包括：

铁镍合金带，所述铁镍合金带为圆环状，以通过电磁铁或永磁铁周向磁化，获取周向磁场；

圆弧形回折线圈，所述圆弧形回折线圈的两端设置于所述铁镍合金带的两端开口处，以使所述超声换能器激发类SH模态导波以多角度螺旋方式沿管道传播，并检测周向缺陷和轴向缺陷，得到所述管道的缺陷信息，其中，所述圆弧形回折线圈的曲线为圆形的一部分，所述圆弧形回折线圈的每个圆弧的半径递增，同圆心放置，且所述每个圆弧对应的圆周角相同，所述对应的圆心角为45～135度；

所述至少一个换能器单元还包括：

至少一个单阵列换能器，所述至少一个单阵列换能器单元用于自发自收所述导波；

至少一个双阵列换能器，所述至少一个双阵列换能器单元具有发射换能器和接收换能器，分别用于发射和接收导波；

在所述至少一个双阵列换能器利用反射信号时，所述接收换能器和所述发射换能器放置方向一致，且间距0.1～0.3m；在所述双阵列换能器利用透射信号时，所述接收换能器和所述发射换能器放置方向相反，且间距0.5～20m。

2.根据权利要求1所述的阵列式多角度螺旋类SH导波电磁超声换能器，其特征在于，所述铁镍合金带的朝向管道的表面通过耦合剂将弹性应变耦合到所述管道中。

3.根据权利要求1所述的阵列式多角度螺旋类SH导波电磁超声换能器，其特征在于，所述铁镍合金带的厚度为0.2～0.5mm。

4.根据权利要求1所述的阵列式多角度螺旋类SH导波电磁超声换能器，其特征在于，所述圆弧形回折线圈的表面涂有绝缘层，所述绝缘层的厚度为0.01～0.1mm。

5.根据权利要求1所述的阵列式多角度螺旋类SH导波电磁超声换能器，其特征在于，所述圆弧形回折线圈采用柔性印刷电路板制作。

6.根据权利要求1所述的阵列式多角度螺旋类SH导波电磁超声换能器，其特征在于，所述圆弧形回折线圈中的相邻导线中心的径向间距满足d＝λ/2，其中，λ根据工作频率得到。

7.根据权利要求1所述的阵列式多角度螺旋类SH导波电磁超声换能器，其特征在于，所述圆弧形回折线圈的圆弧形线圈数为偶数，所述圆弧形回折线圈的每条导线为单匝导线，所述每条导线为2～5分裂导线。