电磁超声检测 基本原理

工作原理

电磁超声传感器是一种新型的超声发射、接收装置，当此换能器置于金属表面上方时，就相当于在金属表面有一个接通交变电流的线圈，此线圈将产生一个交变磁场，金属表面相当于一个整体导电回路，因此金属表面将感应出涡电流。其频率同线圈中的电流频率一致，方向与线圈电流相反，此电流在恒定磁场下将在金属表面产生交变的洛伦兹力。交变的洛伦兹力将在金属表面产生交变的应力，金属介质在交变应力的作用下将产生超声波。频率大于20k的应力波即为超声波。与此相反，由于此效应呈现可逆性，声波传播管内壁或遇到自然缺陷反射回程使质点的振动在磁场作用下也会使线圈两端的电压发生变化，因此可以通过接收装置进行接收并放大显示。用这种方法激发和接收的超声波称为电磁超声。

电磁超声传感器在金属的表面激发电磁超声波，垂直入射到被测物内，该超声波将沿被测物厚方向传播，在超声波遇到被测物另外一面将沿原路径反射回到被测表面，该回波信号被线圈接收，图 1 所示。被测体内的电磁超声可以在被测物体内来回多次折返运动。系统自动计算接收到的两个回波信号--回波 1和回波 2的时间差（即为超声波在被测物体中的往返传播时间 t ），由 t＝2D/V(其中 D 为待测距离，VT 为电磁声在被测体中的声速)可求出厚度 D值。D=t*VT/2

主要特点

（1）无需耦合剂，传感器不接触被测物，从根本上避免了在线检测中耦合不良、表面粗糙和磨损问题 ；

（2）在被测物金属表面产生超声波，传感器测量角度对测量结果没有影响，从根本上解决了氧化铁皮对测量的影响，测量精度更高；

（3）不需要设计严格的传感器对中装置，系统机械结构简单，便于维护；

（4）测量速度快，因为不需要考虑耦合的影响，测量速度最大可以达到2m/s;

（5）检测温度范围广，可以达到-60℃--+600℃（气冷）。

技术指标

（1）超声激励频率：1-7MHz

（2）重复频率：1KHZ

（3）测量量程：3-50mm

（4）测量精度：±0.01mm

（5）分辨率：±0.001mm

（6）测量速度：最大2m/s，正常0.5—1.2m/s

（7）探头温度范围：常温型：-60℃-+150℃   高温型：-60℃-+600℃

（8）探头使用寿命：大于2000KM（钢板表面光洁，无意外毛刺、凸物）

（9）温度补偿范围：-60℃ -------+300℃

（10）温度检测精度：±1℃