一种超声波导波同端激励与接收的超磁致伸缩换能器转让专利
申请号 : CN201210002103.2
文献号 : CN102539540B
文献日 : 2013-10-23
发明人 : 王晓煜 , 吴晶晶 , 谭晓东
申请人 : 大连交通大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种超声波导波同端激励与接收的超磁致伸缩换能器,其特征在于:包括端盖(1)、碟片弹簧(2)、永磁铁(3)、阻尼元件(4)、超磁致伸缩元件(5)、基座(6)、螺线圈骨架(7)、自润滑轴承(8)、螺线圈(9);所述的基座(6)为圆柱形,所述的基座(6)底端外侧径向延伸有环状凸起,基座(6)前端的中心部轴向设有圆柱形凹槽(10);所述的超磁致伸缩元件(5)、阻尼元件(4)和永磁铁(3)为圆柱形;所述的超磁致伸缩元件(5)放置于圆柱形凹槽(10)底端,所述的阻尼元件(4)放置于超磁致伸缩元件(5)前端,且与超磁致伸缩元件(5)前端面接触,所述的永磁铁(3)放置于阻尼元件(4)前端,且与阻尼元件(4)前端面接触;
所述的超磁致伸缩元件(5)、阻尼元件(4)和永磁铁(3)中心同轴;所述的端盖(1)通过螺纹与基座(6)连接;所述的碟片弹簧(2)放置于端盖(1)内部永磁铁(3)前端,且碟片弹簧(2)小径端与永磁铁(3)前端面接触,大径端与端盖(1)内表面接触;所述的自润滑轴承(8)套置在基座(6)上且卡接在基座(6)外侧环状凸起前端,所述的自润滑轴承(8)与基座(6)为固定连接;所述的螺线圈骨架(7)套置在自润滑轴承(8)上且为固定连接;所述的螺线圈(9)由套置在螺线圈骨架(7)外侧的激励线圈(11),和套置在激励线圈(11)外侧的检测线圈(12)组成;所述的激励线圈(11)与螺线圈骨架(7)为过盈配合;所述的检测线圈(12)与激励线圈(11)为过盈配合。
2.根据权利要求1所述的一种超声波导波同端激励与接收的超磁致伸缩换能器,其特征在于:所述的永磁铁(3)、阻尼元件(4)、超磁致伸缩元件(5)和基座(6)每相邻两部件之间接触处通过超声凝胶固定。
3.根据权利要求1所述的一种超声波导波同端激励与接收的超磁致伸缩换能器,其特征在于:所述的基座(6)的材质为聚甲基丙烯酸甲酯塑料。
4.根据权利要求1所述的一种超声波导波同端激励与接收的超磁致伸缩换能器,其特征在于:所述的阻尼元件(4)的材质为异丁烯橡胶。
5.根据权利要求1所述的一种超声波导波同端激励与接收的超磁致伸缩换能器,其特征在于:所述的永磁铁(3)为钕铁硼永磁体。
说明书 :
一种超声波导波同端激励与接收的超磁致伸缩换能器
技术领域
背景技术
发明内容
附图说明
具体实施方式
8套置在基座6上且卡接在基座6外侧环状凸起前端,自润滑轴承8与基座6为固定连接,螺线圈骨架7套置在自润滑轴承8上且为固定连接,螺线圈9套置在螺线圈骨架7上,进而能够保证基座6和螺线圈9之间有一定空隙,使得二者相互分离,进而使得螺线圈9固定不动,基座6旋转的目的得以实现;螺线圈9由套置在螺线圈骨架7外侧的激励线圈11,和套置在激励线圈外侧的检测线圈12组成,激励线圈11与螺线圈骨架7为过盈配合;检测线圈
12与激励线圈11为过盈配合;在检测过转轴程中,基座6后端面紧贴旋转轴,能够随着被测旋转轴转动,但是螺线圈9能够进行固定,不用随着被测旋转轴转动,螺线圈9与基座6之间不用接线;然后给螺线圈9通电,电流脉冲通过螺线圈9可以形成圆形的磁场环绕在超磁致伸缩元件5周围,超磁致伸缩元件5在此激励下会发生形变,产生正磁致伸缩效应(正磁致伸缩效应是指铁磁性材料受磁场作用时,它的尺寸大小、形状会发生变化的效应),这样超声导波就能够传导到被测旋转轴上进行检测,当遇到腐蚀、裂纹、破损等缺陷时,导波会以新的频率返回,作用到超磁致伸缩元件5上,进而超磁致伸缩元件5会产生逆磁致伸缩效应(磁致伸缩逆效应是指当铁磁物体在原有恒定磁场作用下,同时受外力作用发生形变瞬间会引起内部磁场发生变化的效应),磁感应强度随之发生变化,而变化的磁感应强度必定引起接收线圈中的电压变化,根据法拉第电磁感应定律,就可以通过测量电压信号达到接收导波的目的。在上述过程中,激励和接收导波都是通过换能器在同一端实现,这样就达到了同端激励和接收导波信号的目的;采用上述技术方案,本发明创造检测距离长,操作简单,灵敏度高,适宜于旋转机械在线检测,而且不影响机械工作,大大缩减了无损检测所需要的时间。