CN209133293U - 一种可变间距的线圈 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可变间距的线圈，由第一模块、第二模块、第三模块和第四模块相互焊接而成，第二模块的两末端分别通过焊盘与第一模块以及第三模块的焊条相焊接，第四模块的两末端分别通过焊盘与两个相间隔开的第三模块的焊条相焊接，第二模块通过第三模块与第四模块相连，第一模块和第三模块相互平行设置，第二模块和第四模块相互平行设置，第一模块和第二模块相互垂直设置。根据超声波激发频率或者检测工件厚度的改变，调节模块间的间距，通过组装焊接，从而激发出特定波长的超声波。本实用新型结构简单，易于焊接，能够快速的获得不同间距的回折线圈，满足实验的需求。

Description

一种可变间距的线圈

技术领域：

本发明涉及一种可变间距的线圈，其属于电磁超声无损检测技术领域。

背景技术：

电磁超声换能器(Electromagnetic acoustic transducer，简称EMAT)是一种新型超声发射接收装置。电磁超声无损检测具有非接触、无需耦合、适于高温检测、易于激发各种超声波形等优点，越来越多被应用于各种检测当中。EMAT的结构通常由磁铁、高频线圈和待测工件三部分组成。磁铁用于提供外加磁场，可以是永磁体或者是电磁铁；高频线圈用于产生高频激发磁场；待测工件必须具有导电性或者铁磁性。将线圈放置在水平或者垂直磁场下，通入高频交变电流到线圈内部，换能器下方的被测工件内部就会产生涡流。在外加磁场的作用下，被测工件内的涡流会受到机械力作用而产生高频振动，形成超声波波源。电磁超声换能器的高频线圈有螺旋形线圈和回折形线圈两种形式，对于螺旋形线圈来说，洛伦兹力方向垂直于线圈的切线方向，这样会导致能量分散且方向性差，常见的用于激发兰姆波的EMAT线圈以回折形线圈为主。依据相长干涉原理，利用线圈的空间周期性对超声波叠加，当回折形线圈的线圈间距等于兰姆波的二分之一波长时，此时兰姆波模式的信号得到增强。同时其他模式的信号被抑制。在电磁超声无损检测实验中，往往要改变超声波的激发频率或者被测工件的厚度，以获得不同的实验数据，但是对于发射、接收线圈来说，线圈的间距是固定的，一个超声波的激发频率和被测工件的厚度的数值对应一个线圈的间距值，根据间距值制作出PCB板子，极其不方便，因此设计一款间距可以根据实验需求进行设定的可变间距的线圈，使得电磁超声无损检测实验更加快捷方便具有重大的意义。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种可变间距的线圈，适用于电磁超声无损检测，该线圈可以根据所需线圈间距的需求，进行焊接得到，简单快捷，使检测人员无需因超声波激发频率或被测工件板厚的更改而改变高频线圈的线圈间距。

本发明所采用的技术方案有：一种可变间距的线圈，由第一模块、第二模块、第三模块和第四模块相互焊接而成，所述第二模块的两末端分别通过焊盘与第一模块以及第三模块的焊条相焊接，所述第四模块的两末端分别通过焊盘与两个相间隔开的第三模块的焊条相焊接，第二模块通过第三模块与第四模块相连，第一模块和第三模块相互平行设置，第二模块和第四模块相互平行设置，第一模块和第二模块相互垂直设置。

进一步地，所述第一模块的数量为一个，第二模块的数量为两个，第三模块的数量为七个，第四模块的数量为六个。

进一步地，所述第一模块上有4n条焊条，左右两端各2n条焊条，通过导线连接左右两端的焊条，n是线圈的层数。

进一步地，所述第二模块两端各有2n个焊盘，焊盘的中心有过孔，用于与第一模块及第三模块的焊接，两端关于中心对称。

进一步地，所述第三模块上有2n条焊条，焊条上方标有刻度线。

进一步地，所述第四模块两端的焊盘位置及个数与第二模块完全相同，所述第四模块的整体长度小于第二模块。

本发明具有如下有益效果：本发明根据超声波激发频率或者检测工件的厚度的改变，调节线圈模块间的间距，通过组装焊接，从而激发出特定波长的超声波。本发明结构简单，易于焊接，能够快速的获得不同间距的回折线圈，满足实验的需求。

附图说明：

图1为本发明的总体结构框图。

图2为线圈层数为2层时本发明对应的各个模块图。

图3为线圈层数为2层时本发明对应的第二模块及第四模块两端的焊盘位置图。

图4为线圈层数为2层时本发明对应的整体PCB电路图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明可变间距的线圈由第一模块1、第二模块2、第三模块3和第四模块4相互焊接而成，其中整个线圈中第一模块1的数量为一个，第二模块2的数量为两个，第三模块3的数量为七个，第四模块4的数量为六个。第二模块2的两末端分别通过焊盘与第一模块1以及第三模块3的焊条相焊接，第四模块4的两末端分别通过焊盘与两个相间隔开的第三模块3的焊条相焊接。其中第一模块1和第三模块3相互平行设置，第二模块2和第四模块4相互平行设置，第一模块1和第二模块2相互垂直设置。通过调节第二模块2与第四模块4之间的焊接距离以及第四模块4与第四模块4之间的焊接距离的大小，可以调整线圈的间距，从而得到满足实验要求的线圈。第二模块2的一端焊接在第一模块1的焊条上，第二模块2的另一端焊接在第三模块3的焊条上；第四模块4的两端分别焊接在两块不同的第三模块3上；第二模块2通过第三模块3与第四模块4相连。

本发明中的第一模块1上有4n条焊条，左右两端各2n条焊条，通过导线连接左右两端的焊条，n是线圈的层数，如：当线圈层数为2层时，第一模块1两端各有4条焊条。

第二模块2两端各有2n个焊盘，焊盘的中心有过孔，用于与第一模块1及第三模块3的焊接，两端关于中心对称。焊盘的个数与线圈的层数成两倍关系，焊盘可以采用半邮票孔结构，以方便焊接。

第三模块3上有2n条焊条，焊条上方标有刻度线，用于调整间距时使用。

第四模块4两端的焊盘位置及个数与第二模块2完全相同，只是第四模块4的整体长度比第二模块2小一点。

本设计的线圈可以根据实验所需设计为单层线圈或者多层线圈。

本发明中第二模块2及第四模块4为超声激发的工作线圈，第三模块3为连接线圈。工作时，第三模块3在第二模块2及第四模块4上方，使得通过第三模块3的电流在测试试件中产生的涡流较小，因此可以获得更佳的信噪比。

结合图2、图3，本发明可变间距的线圈，当线圈层数为2层时，本发明对应的各个模块及整体电路图分别如图2、图3所示。

如图2所示，当线圈层数为2层时，第二模块2及第四模块4左右两端的焊盘数各为4个，第一模块1上有8条焊条，左右各4条，第三模块3上的焊条数4个。

如图3所示，当线圈层数为2层时，第二模块2及第四模块4两端的焊盘的位置如图所示，第一焊盘5为与上层线圈相连的焊盘，第二焊盘6为与下层线圈相连的焊盘。通过对第一模块1、第二模块2、第三模块3和第四模块4的组装焊接，得到线圈为2层时对应的本发明的整体电路图，如图4所示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种可变间距的线圈，其特征在于：由第一模块(1)、第二模块(2)、第三模块(3)和第四模块(4)相互焊接而成，所述第二模块(2)的两末端分别通过焊盘与第一模块(1)以及第三模块(3)的焊条相焊接，所述第四模块(4)的两末端分别通过焊盘与两个相间隔开的第三模块(3)的焊条相焊接，第二模块(2)通过第三模块(3)与第四模块(4)相连，第一模块(1)和第三模块(3)相互平行设置，第二模块(2)和第四模块(4)相互平行设置，第一模块(1)和第二模块(2)相互垂直设置。

2.如权利要求1所述的可变间距的线圈，其特征在于：所述第一模块(1)的数量为一个，第二模块(2)的数量为两个，第三模块(3)的数量为七个，第四模块(4)的数量为六个。

3.如权利要求1所述的可变间距的线圈，其特征在于：所述第一模块(1)上有4n条焊条，左右两端各2n条焊条，通过导线连接左右两端的焊条，n是线圈的层数。

4.如权利要求3所述的可变间距的线圈，其特征在于：所述第二模块(2)两端各有2n个焊盘，焊盘的中心有过孔，用于与第一模块(1)及第三模块(3)的焊接，两端关于中心对称。

5.如权利要求4所述的可变间距的线圈，其特征在于：所述第三模块(3)上有2n条焊条，焊条上标有刻度线。

6.如权利要求5所述的可变间距的线圈，其特征在于：所述第四模块(4)两端的焊盘位置及个数与第二模块(2)完全相同，所述第四模块(4)的整体长度小于第二模块(2)。