本實(shí)用新型涉及檢測領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于焊縫無損檢測的電磁超聲傳感器。

背景技術(shù)：

目前，焊縫作為工業(yè)裝備各部件的重要連接方式，在工業(yè)安全生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。對焊縫進(jìn)行無損檢測的方法很多，比如，超聲檢測、射線檢測等。當(dāng)采用超聲檢測時(shí)，一般使用斜入射壓電晶片超聲換能器檢測焊縫，需要將焊縫兩側(cè)打磨平整，甚至將焊縫的余高打磨掉；同時(shí)，在檢測過程中需要在被檢工件表面上涂抹耦合劑以保證良好的聲耦合。但是，這將帶來諸多問題，比如，打磨會導(dǎo)致焊縫表面受到一定程度的破壞，引入潛在腐蝕源，加之使用水等耦合劑將造成焊縫處出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。為了解決因?yàn)闄z測帶來的安全隱患的問題，急需一種適用于非打磨情況下即可實(shí)現(xiàn)的焊縫檢測裝置。

電磁超聲傳感器具有非接觸的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)被檢工件非打磨、不涂耦合劑以及在高溫情況下的檢測，廣泛應(yīng)用于碳鋼、合金鋼等導(dǎo)體材料的檢測中。等間距直排線結(jié)構(gòu)的電磁超聲傳感器，可以在被檢材料中激發(fā)出斜入射聲波，但是聲波沿雙向發(fā)射，聲波能量不集中，缺陷回波信號不容易辨識，不利于斜入射探傷的展開。變間距直排線結(jié)構(gòu)的電磁超聲傳感器，在被檢工件中實(shí)現(xiàn)了線聚焦(LF)，聲場在一定范圍內(nèi)單向斜入射，但是檢測能力有限，聲場輻射大，聲波能量不集中，聲場指向性和空間分辨力仍然需要進(jìn)一步提高，并且一發(fā)一收式的結(jié)構(gòu)致使整個(gè)檢測裝置體積較大，難以應(yīng)用于狹小的檢測空間。變間距圓弧結(jié)構(gòu)的電磁超聲傳感器，既可產(chǎn)生單向斜入射聲場，又同時(shí)具有點(diǎn)聚焦(PF)功能，但是仍然采用一發(fā)一收式結(jié)構(gòu)，同時(shí)激勵(lì)、接收線圈均為單層結(jié)構(gòu)，回波能量低，電磁超聲檢測焊縫缺陷時(shí)的橫向分辨率低，導(dǎo)致其無法滿足檢測要求。

采用變間距圓弧結(jié)構(gòu)的電磁超聲傳感器雖然實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)聚焦效果，但是其仍處于研究初期，目前僅適用于實(shí)驗(yàn)室人工制作的應(yīng)力腐蝕裂紋類模擬缺陷，尚無成熟的工程應(yīng)用。采用變間距直排線結(jié)構(gòu)的電磁超聲傳感器的聚焦方式為平行線聚焦，即聚焦線與焊縫平行，采用該方式只能有效覆蓋沿焊縫方向的區(qū)域，無法大范圍覆蓋被檢區(qū)域(焊縫截面)，不利于非平行掃查方式的開展。

針對相關(guān)技術(shù)中電磁超聲檢測焊縫缺陷時(shí)的橫向分辨率低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種用于焊縫無損檢測的電磁超聲傳感器，以至少解決相關(guān)技術(shù)中焊縫檢測的聲波能量不集中的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種用于焊縫無損檢測的電磁超聲傳感器。該用于焊縫無損檢測的電磁超聲傳感器包括：弧形線圈，用于產(chǎn)生渦流及動態(tài)磁場，其中，弧形線圈為一體式線圈；限位墊圈，包括有用于為弧形線圈提供安裝面并且設(shè)置在限位墊圈下端的下凹臺；永磁鐵，用于在弧形線圈處產(chǎn)生偏置磁場，其中，限位墊圈在永磁鐵和弧形線圈中間；固線板，與弧形線圈相連接，設(shè)置在永磁鐵之上；信號線接頭，與弧形線圈相連接，固定于固線板上；以及外殼，至少用于封裝弧形線圈、限位墊圈、永磁鐵、固線板和信號線接頭。

進(jìn)一步地，該弧形線圈包括：線圈本體，設(shè)置在限位墊圈的下凹臺中，為弧狀折線形；引線，通過外殼的下部內(nèi)側(cè)的凹槽連入固線板；以及接線端子，與固線板上的開孔相配合。

進(jìn)一步地，線圈本體包括：第一線圈層，第二線圈層，第三線圈層和第四線圈層，其中，第一線圈層和第二線圈層組成第一激勵(lì)線圈，第三線圈層和第四線圈層組成第二激勵(lì)線圈，第一激勵(lì)線圈和第二激勵(lì)線圈之間的距離相隔四分之一波長，第一激勵(lì)線圈輸入激勵(lì)信號的時(shí)間和第二激勵(lì)線圈輸入激勵(lì)信號的時(shí)間相隔四分之一周期。

進(jìn)一步地，該用于焊縫無損檢測的電磁超聲傳感器還包括：保護(hù)層，用于保護(hù)弧形線圈，設(shè)置在弧形線圈的底部和弧形線圈的前方，外殼的底部包括兩個(gè)兩相對的第一凹臺和第二凹臺，第一凹臺用于放置保護(hù)層，第二凹臺用于放置限位墊圈。

進(jìn)一步地，該用于焊縫無損檢測的電磁超聲傳感器還包括：電磁屏蔽層，用于減弱弧形線圈在磁鐵表面感生的渦流場，設(shè)置在永磁鐵和弧形線圈之間，其中，永磁鐵設(shè)置在電磁屏蔽層之上。

進(jìn)一步地，外殼的下部分內(nèi)壁包括自上而下的走線槽和限位槽，外殼的上部分包括用于封裝電磁超聲傳感器的端部的緊固裝置。

進(jìn)一步地，該用于焊縫無損檢測的電磁超聲傳感器還包括：耐磨層，設(shè)置在外殼的最底端，耐磨層由非導(dǎo)體材料制成，耐磨層的厚度符合預(yù)設(shè)條件。

進(jìn)一步地，該用于焊縫無損檢測的電磁超聲傳感器包括有用于為永磁鐵提供安裝面并且設(shè)置在限位墊圈上端的上凹臺。

進(jìn)一步地，固線板根據(jù)信號線接頭的接頭類型設(shè)置有預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的開孔。

進(jìn)一步地，該外殼包括：頂端封蓋，包括預(yù)設(shè)數(shù)量的通孔；外殼本體，為鏤空結(jié)構(gòu)，外殼本體的側(cè)壁包括圓形通孔；底端滾珠，設(shè)置在外殼底端相對的兩側(cè)以使電磁超聲傳感器在被檢工件表面移動。

在本實(shí)用新型中，采用弧形線圈，用于產(chǎn)生渦流及動態(tài)磁場，其中，弧形線圈為一體式線圈；限位墊圈，包括有用于為弧形線圈提供安裝面并且設(shè)置在限位墊圈下端的下凹臺；永磁鐵，用于在弧形線圈處產(chǎn)生偏置磁場，其中，限位墊圈設(shè)置在永磁鐵和弧形線圈中間；固線板，與弧形線圈相連接，設(shè)置在永磁鐵之上；信號線接頭，與弧形線圈相連接，固定于固線板上；外殼，至少用于封裝弧形線圈、限位墊圈、永磁鐵、固線板和信號線接頭，解決了相關(guān)技術(shù)中焊縫檢測的回波能量低的問題，進(jìn)而提高了電磁超聲檢測焊縫缺陷時(shí)的橫向分辨率。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于焊縫無損檢測的電磁超聲傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的外殼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的底端滾珠的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4A是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的弧形線圈的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4B是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的弧形線圈的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的弧形線圈的空間結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6A是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的弧形線圈輻射聲場的示意圖；

圖6B是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的弧形線圈輻射聲場的示意圖；

圖7是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁超聲傳感器在厚度為55mm的20#鋼材料上獲得的檢測信號的示意圖；

圖8A是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁超聲傳感器在母材厚度為20mm的Q235材料對接焊縫上進(jìn)行檢測的示意圖；以及

圖8B是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁超聲傳感器在母材厚度為20mm的Q235材料對接焊縫上的檢測信號的示意圖。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請方案，下面將結(jié)合本申請實(shí)施例中的附圖，對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾堉械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。

需要說明的是，本申請的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實(shí)施例。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列單元的過程、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它單元。

本實(shí)用新型提供了一種用于焊縫無損檢測的電磁超聲傳感器。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于焊縫無損檢測的電磁超聲傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該用于焊縫無損檢測的電磁超聲傳感器包括：弧形線圈1，限位墊圈2，永磁鐵3，固線板4和信號線接頭5。

弧形線圈1，用于產(chǎn)生渦流及動態(tài)磁場，其中，弧形線圈1為一體式線圈。

電磁超聲傳感器利用超聲檢測原理對焊縫進(jìn)行無損檢測，電磁超聲傳感器包括弧形線圈1。該弧形線圈1為弧狀繞制的折線形線圈，為一體式線圈。該弧形線圈1可以包括兩個(gè)完全相同的線圈層，為第一線圈層和第二線圈層，其中，相同位置的弧狀排線相距四分之一波長，通入的激勵(lì)電流完全相同，但時(shí)間相隔四分之一周期，用于產(chǎn)生渦流及動態(tài)磁場。

限位墊圈2，包括有用于為弧形線圈1提供安裝面并且設(shè)置在限位墊圈2下端的下凹臺。

弧形線圈1在安裝時(shí)需要安裝面。限位墊圈2有下凹臺，位于限位墊圈2的下端，該限位墊圈2的下凹臺為弧形線圈1提供安裝面。限位墊圈2的材料為非導(dǎo)體材質(zhì)。比如，限位墊圈2的材質(zhì)可以選擇聚酰亞胺。限位墊圈2的上凹臺長32mm，寬32mm，高10mm。限位墊圈2的下凹臺長30mm，寬30mm，高0.3mm，定位面長5mm，定位面對側(cè)開寬6mm的走線槽。兩凹臺表面相距2mm。

永磁鐵3，用于在弧形線圈1處產(chǎn)生偏置磁場，其中，限位墊圈2設(shè)置在永磁鐵3和弧形線圈1中間。

電磁超聲傳感器在檢測過程中需要偏置磁場，該偏置磁場在被檢工件表面分布均勻，并且強(qiáng)度滿足信號信噪比的要求。永磁鐵3用于在弧形線圈1中產(chǎn)生偏置磁場，該永磁鐵3和弧形線圈1的中間設(shè)置有限位墊圈2，該限位墊圈2的下端的下凹臺為永磁鐵3提供安裝面?？蛇x地，該永磁鐵3由永磁材料制成。永磁鐵3的材質(zhì)可以為釹鐵硼，形狀為長方體，長度32mm，寬度32mm，高度30mm，表磁強(qiáng)度不低于4000G，在線圈處為垂直向下的均勻磁場。

固線板4，與弧形線圈1相連接，設(shè)置在永磁鐵3之上。

該固線板4與弧形線圈1相連接，依據(jù)信號線的接頭設(shè)置相應(yīng)個(gè)數(shù)的開孔，該相應(yīng)個(gè)數(shù)的開孔與弧形線圈1的接線端子相配合，設(shè)置在永磁鐵3的上方，并與限位墊圈2相配合以固定永磁鐵3的位置。固線板4的材質(zhì)可以為聚酰亞胺，高5mm，開孔數(shù)量為10，下端緊貼磁鐵上表面。

信號線接頭5，與弧形線圈1相連接，固定于固線板4上。

該信號線接頭5與弧形線圈1可以通過焊接方式相連接，并且固定于固線板4上。信號線接頭5置于外殼的頂端封蓋之下，可以由螺釘固定于固線板4上。

外殼6，至少用于封裝弧形線圈1、限位墊圈2、永磁鐵3、固線板4和信號線接頭5。

電磁超聲傳感器的弧形線圈1，限位墊圈2、永磁鐵3、固線板4和信號線接頭5通過外殼6封裝起來?？蛇x地，外殼6為非鐵磁性材料，并且進(jìn)行防腐蝕措施。該外殼6的凹臺可以用于放置限位墊圈2。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，弧形線圈1用于產(chǎn)生渦流及動態(tài)磁場，弧形線圈1為一體式線圈，限位墊圈2包括有用于為弧形線圈1提供安裝面并且設(shè)置在限位墊圈2下端的下凹臺，永磁鐵3用于在弧形線圈1處產(chǎn)生偏置磁場，限位墊圈2設(shè)置在永磁鐵3和弧形線圈1中間，固線板4與弧形線圈1相連接，設(shè)置在永磁鐵3之上，信號線接頭5與弧形線圈1相連接，固定于固線板4上，外殼6至少用于封裝弧形線圈1、限位墊圈2、永磁鐵3、固線板4和信號線接頭5，提高了電磁超聲檢測焊縫缺陷時(shí)的橫向分辨率。

可選地，弧形線圈1包括：線圈本體，設(shè)置在限位墊圈2的下凹臺中，為弧狀折線形；引線，通過外殼6的下部內(nèi)側(cè)的凹槽連入固線板4；接線端子，與固線板4上的開孔相配合。

弧形線圈1為一體式的弧形線圈，由線圈本體、引線和接線端子組成。線圈本體位于限位墊圈2下端的凹臺中，為弧狀折線形，可以產(chǎn)生斜向入射的SV波。引線通過外殼6的下部內(nèi)側(cè)加工的凹槽進(jìn)入固線板4。固線板4的上面依據(jù)信號接頭類型，設(shè)置相應(yīng)個(gè)數(shù)的開孔，接線端子與固線板4上的開孔相配合。線圈本體的層數(shù)為四層，線圈本體的具體幾何參數(shù)由聚焦位置決定，滿足斜入射的基本定理，也即，sinθ＝c/2bf，其中，θ為斜入射角度，c為超聲波在工件中傳播的波速，b為相鄰導(dǎo)線的中心間距，f為激勵(lì)信號頻率。

可選地，線圈本體包括：第一線圈層，第二線圈層，第三線圈層和第四線圈層，其中，第一線圈層和第二線圈層組成第一激勵(lì)線圈，第三線圈層和第四線圈層組成第二激勵(lì)線圈。

可選地，第一激勵(lì)線圈和第二激勵(lì)線圈之間的距離相隔四分之一波長，第一激勵(lì)線圈輸入激勵(lì)信號的時(shí)間和第二激勵(lì)線圈輸入激勵(lì)信號的時(shí)間相隔四分之一周期。

第一線圈層與第二線圈層組成第一激勵(lì)線圈，第三線圈層與第四線圈層組成第二激勵(lì)線圈。第一激勵(lì)線圈與第二激勵(lì)線圈的空間相隔四分之一的波長，通入的激勵(lì)信號的時(shí)間相隔四分之一的周期，這樣僅在線圈的某一側(cè)產(chǎn)生斜入射的聚焦聲束，實(shí)現(xiàn)了電磁超聲傳感器單向斜入射的效果，同時(shí)聲源強(qiáng)度有所增強(qiáng)。

可選地，用于焊縫無損檢測的電磁超聲傳感器還包括：保護(hù)層7，用于保護(hù)弧形線圈1，設(shè)置在弧形線圈1的底部和弧形線圈1的前方。

該保護(hù)層7用于保護(hù)弧形線圈1，防止弧形線圈1擠壓變形或磨損，設(shè)置在弧形線圈1的底部和弧形線圈1的前方，位于外殼6底部的凹臺中，采用粘結(jié)方式固定于弧形線圈1的線圈本體底部。該保護(hù)層7的材質(zhì)不能為導(dǎo)電材料。

可選地，外殼6的底部包括兩個(gè)兩相對的第一凹臺和第二凹臺，第一凹臺用于放置保護(hù)層7，第二凹臺用于放置限位墊圈2。

外殼6的下部分底部存在兩個(gè)相對的凹臺，靠近底部的凹臺為第一凹臺，該第一凹臺用于放置保護(hù)層7，與第一凹臺相對的第二凹臺用于放置限位墊圈2。

可選地，該用于焊縫檢測的電磁超聲傳感器還包括：電磁屏蔽層8，用于減弱弧形線圈1在磁鐵表面感生的渦流場，設(shè)置在永磁鐵3和弧形線圈1之間，其中，永磁鐵3設(shè)置在電磁屏蔽層8之上。

電磁屏蔽層8設(shè)在柱狀的永磁鐵3的外側(cè)，電磁屏蔽層8采用銅箔，完整外包于磁鐵10上，銅箔層厚度0.1mm。

可選地，電磁屏蔽層8由高電導(dǎo)率材料制成，以較好地減弱弧形線圈1在磁鐵表面感生的渦流場。

可選地，外殼6的下部分內(nèi)壁包括自上而下的走線槽和限位槽，外殼6的上部分包括用于封裝電磁超聲傳感器的端部的緊固裝置。

可選地，該用于對接焊縫檢測的電磁超聲傳感器還包括：耐磨層9，設(shè)置在外殼6的最底端。

耐磨層9設(shè)置在外殼6的最底端，設(shè)置于保護(hù)層7的下部，為非導(dǎo)體材料，可以為高硬度且耐沖擊的材料?？蛇x地，耐磨層9由非導(dǎo)體材料制成，耐磨層9的厚度符合預(yù)設(shè)條件。耐磨層9的厚度在滿足耐磨要求的條件下盡量薄，以降低對電磁超聲傳感器轉(zhuǎn)換效率的影響。耐磨層9與保護(hù)層7的總厚度一般不超過2mm。

耐磨層9的材質(zhì)可以為氧化鋯，采用粘結(jié)方式固定于外殼6的最底端。保護(hù)層7的材質(zhì)為碳素纖維，采用粘結(jié)方式固定于線圈底部。外殼6選用鋁合金/不銹鋼材料加工制造，外殼6本體長60mm，寬50mm，高46mm。外殼6的底部凹臺高0.3mm，另一相對凹臺深44mm。外殼6側(cè)面的圓形孔直徑為10mm，圓心距外殼6本體上邊緣5mm。

可選地，該用于焊縫無損檢測的電磁超聲傳感器包括有用于為永磁鐵3提供安裝面并且設(shè)置在限位墊圈2上端的上凹臺。

限位墊圈2的材料為非導(dǎo)體材質(zhì)。限位墊圈2的上下端各存在一凹臺，限位墊圈2的上凹臺為永磁鐵3提供安裝面，限位墊圈2的下凹臺為弧形線圈1提供安裝面。

可選地，固線板4根據(jù)信號線接頭5的接頭類型設(shè)置有預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的開孔。

固線板4的上面依據(jù)信號接頭的類型設(shè)置有預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的開孔。該固線板4位于永磁鐵3的上部，由外殼6支撐定位。

可選地，外殼6包括：頂端封蓋10，包括預(yù)設(shè)數(shù)量的通孔；外殼本體，為鏤空結(jié)構(gòu)，外殼本體的側(cè)壁包括圓形通孔；以及底端滾珠11，設(shè)置在外殼6底端相對的兩側(cè)以使電磁超聲傳感器在被檢工件表面移動。

外殼6由頂端封蓋10、外殼本體、底端滾珠11三部分組成，相互配合形成一個(gè)完整的整體，用于封裝電磁超聲傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。外殼6的尺寸由一體式的弧形線圈1和永磁鐵3的尺寸決定。頂端封蓋具有一定數(shù)量的通孔。外殼6的本體為鏤空結(jié)構(gòu)，底部存在相對的凹臺，位于下端的凹臺用于放置保護(hù)層7，另一凹臺用于放置限位墊圈2。外殼6的本體內(nèi)部存在自上而下的走線槽和限位槽，外殼6的本體側(cè)壁存在一圓形通孔。底端滾珠11，設(shè)置于外殼6底端相對的兩側(cè)，以便于電磁超聲傳感器在被檢工件表面移動?？蛇x地，外殼6采用非鐵磁性材料制成。

該實(shí)施例采用垂直線聚焦，也即，聚焦線與被檢工件的焊縫垂直，可以實(shí)現(xiàn)對被檢工件的焊縫區(qū)域的大范圍檢測，同時(shí)如果入射角度適當(dāng)，也可以發(fā)現(xiàn)底面裂紋等缺陷。在進(jìn)行非平行掃查方式的焊縫檢測時(shí)，沿焊道方向移動聲源，具有一定寬度的聲束掃過被檢區(qū)域。由于超聲波在焊縫截面上聚焦，截面上的缺陷反射的回波能量高，提高了電磁超聲檢測焊縫缺陷時(shí)的橫向分辨率，因此能夠以較高的靈敏度發(fā)現(xiàn)缺陷，從而實(shí)現(xiàn)對焊縫缺陷進(jìn)行檢測的目的?；罾@制的折線形線圈可以實(shí)現(xiàn)垂直線聚焦效果，對焊縫實(shí)現(xiàn)高靈敏度檢測有著十分重要的意義。

下面結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行說明。

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的外殼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該實(shí)施例的外殼結(jié)構(gòu)示意圖為從信號線接頭5處的正視圖，信號線接頭5置于外殼6的頂端封蓋10之下，可以由螺釘固定于固線板上。外殼6的外殼本體通過螺栓與頂端封蓋10相連接，底端滾珠11嵌于外殼本體底部。其中。底端滾珠11，設(shè)置于外殼6底端相對兩側(cè)，便于傳感器在被檢工件表面移動。外殼6采用非鐵磁性材料制成。

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的底端滾珠的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，外殼6將耐磨層9和底端滾珠11封裝，底端滾珠11位于耐磨層9的兩側(cè)。

圖4A是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的弧形線圈的平面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4A所示，弧形線圈的弧狀折線型線圈本體長30mm，寬22mm。線圈采用雙線繞制，從俯視圖看，該弧形線圈由一系列等間距排列的圓弧組成，排線線寬8mil。對于第一線圈層，外側(cè)排線由過孔走線到背面，背面排線與正面排線嚴(yán)格對齊。正極輸入與負(fù)極輸出導(dǎo)線位于上表面，地線位于下表面。第二線圈層與第一線圈層的繞法一致。接線端子印刷電路根據(jù)固線板及接線柱尺寸確定。印刷線路板全長80mm。

圖4B是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的弧形線圈的平面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4B所示，該弧形線圈四層印制，周期為4。圖4A所示的弧形線圈為圖4B所示的弧形線圈的一部分，圖4B所示的弧形線圈由圖4A所示的弧形線圈在空間平移得到。

圖5是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的弧形線圈的空間結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，包括第一線圈層51，第二線圈層52，第三線圈層53和第四線圈層54。其中，第一線圈層51和第二線圈層52組成第一激勵(lì)線圈，第三線圈層53和第四線圈層54組成第二激勵(lì)線圈。

圖6A是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的弧形線圈輻射聲場的示意圖。如圖6A所示，線圈本體為弧狀折線型，層數(shù)為4，其具體幾何參數(shù)由聚焦位置決定，滿足斜入射基本定理，也即，sinθ＝c/2bf，其中θ為斜入射角度，c為工件中超聲波波速，b為相鄰導(dǎo)線中心間距，f為激勵(lì)信號頻率。第一線圈層與第二線圈層組成第一激勵(lì)線圈，第三線圈層與第四線圈層組成第二激勵(lì)線圈。為了實(shí)現(xiàn)單向斜入射效果，第一激勵(lì)線圈與第二激勵(lì)線圈的空間距離相隔四分之一波長，通入的激勵(lì)信號時(shí)間相隔四分之一周期，這樣僅在弧形線圈的某一側(cè)產(chǎn)生斜入射的聚焦聲束，同時(shí)可增加聲源強(qiáng)度。

弧狀分布的折線形線圈激發(fā)出的聲源質(zhì)點(diǎn)振動可在被檢工件中形成指向性較為一致的線聚集聲場。垂直線聚焦聲場相比于平行線聚焦聲場具有更高的檢測靈敏度。采用垂直線聚焦方式進(jìn)行焊縫非打磨情況下的檢測，檢測信號回波能量高，提高了電磁超聲檢測焊縫缺陷時(shí)的橫向分辨率，檢測精度相較于平行線聚焦方式有一定的提高，可以利用一次波或多次波對缺陷進(jìn)行檢測。

圖6B是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的弧形線圈輻射聲場的示意圖。如圖6B所示，該實(shí)施例的弧形線圈輻射聲場的示意圖為圖6A所示的弧形線圈輻射聲場的正視圖。

圖7是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁超聲傳感器在厚度為55mm的20#鋼材料上獲得的檢測信號的示意圖。如圖7所示，厚度為55mm的20#鋼材料為被檢工件。通過弧狀分布的折線形線圈激發(fā)出的聲源質(zhì)點(diǎn)振動在被檢工件中形成指向性較為一致的聲場，在焊縫為非打磨情況下的檢測，檢測信號回波能量高，提高了電磁超聲檢測焊縫缺陷時(shí)的橫向分辨率。

圖8A是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁超聲傳感器在母材厚度為20mm的Q235材料對接焊縫上進(jìn)行檢測的示意圖。母材厚度為20mm的Q235材料對接焊縫為被檢工件，電磁超聲傳感器位于母材厚度為20mm的Q235材料對接焊縫之上。

圖8B是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁超聲傳感器在母材厚度為20mm的Q235材料對接焊縫上的檢測信號的示意圖。如圖8B所示，弧狀分布的折線形線圈激發(fā)出的聲源質(zhì)點(diǎn)振動可以在被檢工件中形成指向性較為一致的聲場，垂直線聚焦聲場相比于平行線聚焦聲場具有更高的檢測靈敏度，檢測信號回波能量高，提高了電磁超聲檢測焊縫缺陷時(shí)的橫向分辨率，檢測精度相較于平行線聚焦方式有一定的提高，可以利用一次波或多次波對缺陷進(jìn)行檢測以滿足焊縫檢測要求。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。