用于检测高温下导电结构的表面和内部不连续的EMAT系统的制作方法

用于检测高温下导电结构的表面和内部不连续的emat系统
技术领域
1.本发明一般涉及无损超声波检测技术(undt)。它特别涉及用于unt应用的电磁声换能器(emat)、其实施模式及其工业应用。
2.本发明的技术领域具体涉及emat换能器：
3.a.它们是非振动型换能器，它们不发生机械振动，而是通过电磁装置感应和/或接收超声机械振动；
4.b.使用发射器装置和/或接收器装置研究或分析材料，该发射器装置和/或接收器装置适于通过电磁装置在导电测试体中感应超声波或从该体接收超声波以进行测试；并且，用于通过发射和/或接收这种通过物体发射的超声波来观察物体的内部；和，
5.c.因此，它们属于专利国际分类int.cl.g01n29/24的国际类别和/或美国专利nos.cl.73/643的类别。
6.本发明的技术领域限于emat换能器，它们进一步：
7.a.配备有显著的电磁耦合装置，其位于换能器的有源电磁部分和测试体之间，以增加换能器的有源电磁部分和导电测试体的表面(涡流流经其中)之间的高频磁场耦合；和，
8.b.具有特定类型，该特定类型的电磁耦合装置由层压磁芯组成，该层压磁芯由层压薄片矩阵制成，内部包含铁磁或亚铁磁材料；和，
9.c.具有特定类型，该特定类型的电磁耦合装置配备有有源冷却装置，以消散其电磁耦合装置的层压薄片的外围感应的、由电流回路产生的热能。
10.本发明优选地在激光emat类型的设备和/或emat-emat设备中实施，其结合了两者：由高功率脉冲激光器或产生超声的emat组成的超声发生器，以及超声emat接收器。
11.本发明的优选用途是3d物镜物理扫描和非破坏性超声波undt测试，在表面和内部不连续的高吞吐量下，在大型结构和/或厚结构和/或部件(由导电材料制成)的生产线中，例如在铸造过程中的钢板坯，处于温度高于1000℃的高工业环境中。
12.本发明可用于自动优化在高于1000℃的温度下钢厂中钢板坯的连铸的动态压下(dns)和/或动态次级冷却(dsc)的参数设置。


背景技术：

13.emat技术用于在困难条件下对由导电材料制成的结构进行无损检测。无损检测(ndt)技术通常用于工业环境中，用于结构监测或检查各种形状和尺寸的结构和部件，而不损坏它们。然而，被测试以进行检查的部件的操作条件和温度、实施类型、尺寸和结构复杂性限制了可以有效使用的可用ndt技术的数量和类型及其应用。现有技术的ndt系统提供的原始数据不适用于对在温度高于1000℃的恶劣和/或极热操作条件(例如在钢厂中一股钢板坯的连铸期间遇到的那些)下处理的大型部件中的缺陷及其3d位置进行精密和深入检测。
14.超声波无损检测(undt)是基于超声波在测试物体或设备中传播的ndt家族。在传
统的undt测试中，连接到诊断机器的超声波探头从被检查物体上经过。传统的undt方法使用短波长和高频的机械波束，其从超声波产生探头发射通过被测试材料，并由同一探头或另一个超声波接收探头检测，以识别部件的结构缺陷。进行undt测试的主要探头有压电换能器、激光换能器和电磁声换能器(emat)。传统的压电undt测试具有许多优势：安全性、灵活性和成本。然而，压电测试有一定的局限性，即：需要使用联接器；并且需要具有良好的表面条件。它们需要被测试零件和探头之间有机械接触。在热零件的测试期间，为dunt压电测试找到合适的联接器的难度随着温度的升高而增加。一般来说，压电undt测试不能在100℃以上进行。
15.本发明的现有技术的主要方面涉及电磁声换能器(emat)。在undt技术中，emat方法基于磁耦合机构。声波是在材料中产生的，而不是通过与被测试零件的材料的表面接触产生的。与传统的压电换能器相比，emat具有很高的优势。emat可以在导电和铁磁材料中产生和接收不同的波模式，而无需与被测试零件进行物理接触或液体耦合。这种无接触和无耦合的功能增加了测试的可靠性。因为传输路径的物理属性不会改变。此外，在emat探头的前面进行测试的零件位置和推进所需的公差规格是灵活的。这使得传统的emat非常适合涉及平均检查温度(高达600℃)且运动中被测试的零件的表面条件不佳的工业应用。
16.emat中有两个主要部件。一个是磁体，另一个是hf电线圈。磁体可以是永磁体或电磁体，其产生静态或准静态磁场。hf电流穿过电线圈(或电路)。它发射或由高频磁场感应。emat现象是可逆的。因此，相同的emat探头既可以用作被检查材料中的超声波发射器，也可以用作被检查材料发射的超声波信号的超声波接收器，或者两种操作模式的组合。现有技术在广泛的应用中使用emat，包括测量金属产品的厚度、检测管道缺陷、检测轨道中的缺陷、检测钢铁产品中的缺陷等。
17.现有技术已知将耐磨板附接到emat，以保护磁体和电线圈电路免受由于emat面向被检查材料的运动而造成的磨损。耐磨板通常位于被检查材料和emat的有源部件之间，包括磁体和电线圈电路。普通耐磨板的缺点是在emat的磁活性部分和被检查材料之间引入了更高的磁阻路径。
18.普通emat技术的主要挑战是emat探头对于磁体产生的静态磁场以及发射或接收的hf磁场都存在低磁转换效率。现有技术已知，在磁发射器和磁接收器之间引入由高介电常数材料制成的铁磁或亚铁磁型磁芯，可以将感应磁场强度提高数百或数千倍。磁芯本身会产生磁场，该磁场会添加到发射场中。磁场放大效果取决于磁芯的材料的磁介电常数。还已知的是，在可变hf磁场的情况下，磁芯的介入可能会产生负面影响，与磁芯中产生的涡流有关。这些会导致显著的能量损失，这取决于hf磁场的频率。当磁芯由单个连续件组成时，可变hf磁场会产生显著的涡流，涡流根据流经磁芯的整个截面的电流的闭合回路布置，垂直于发射的可变hf磁场展开。流经磁芯的涡流由于其材料的电阻，会因焦耳效果而导致显著的功率损失。这就是为什么现有技术经常使用矩阵层压磁芯的原因，该矩阵层压磁芯由一叠薄有源片组成，该有源片由磁活性材料制成，为铁磁或亚铁磁类型，由薄绝缘无源片隔开。薄的绝缘无源片用作涡流屏障。以这种方式，涡流只能在每个薄磁活性片的厚度中垂直于发射场的窄回路中循环。假设涡流回路中的电流与其回路面积基本上成正比，根据现有技术的矩阵层压磁芯旨在最小化所有涡流回路的面积，这些涡流回路本质上垂直于发射的hf磁场。
19.为了克服磁阻，如美国专利no.7,546,770b2的现有技术文献已知的，在emat中包括矩阵层压磁芯，该矩阵层压磁芯以夹层矩阵的形式构成，包括多个布置成层的薄铁磁层压片。薄铁磁片之间夹有绝缘片，以构成矩阵层压磁芯的夹层矩阵。emat被具体且专门地描述为这种配置：其中hf电线圈被配置为在被检查材料的表面感应涡流，而不是接收涡流。因此应当注意，该现有技术涉及并描述了仅配置为emat发射器而不配置为接收器的探头。层压磁芯布置于磁体和被检查材料之间。它不直接与hf电线圈相对布置。层压磁芯的整个外表面覆盖有由导电材料制成的连续导电层。众所周知，具有线圈形状并由电流供电的电线圈会产生一束磁场线，该磁场线由许多平行于通过线圈内部的圆形螺旋体的轴线的磁场回路组成。每个磁场回路的绝对强度是可变的。这取决于它的通过点和它到线圈中心的距离。还已知交变hf磁场回路会在放置在其中心附近的材料上产生涡流，其方向基本上垂直于hp磁场回路。因此，尽管这在现有技术中没有任何描述，但可以理解，当该emat在hf发射模式下操作时，其电线圈又在磁芯的方向上产生多个交变hf磁场回路，具有可变的绝对强度，穿过螺旋体的中心。所描述的电线圈的轴线基本上平行于薄片的堆叠平面。交变hf磁场回路因此基本上平行于层压磁芯的薄片的堆叠平面。因此，这会引起多个感应电流回路，仅分布在完全包裹层压磁芯的连续导电层的表面。这些感应电流回路以不均匀、无组织、连续、非离散的方式拓扑分布在导电层的表面。它们具有可变且不均匀的绝对强度，这取决于它们在连续导电层上的位置。它们基本上垂直于薄片的堆叠平面定向。因此，在导电层的表面上感应的电流回路基本上垂直于铁磁层压薄片。结果，没有铁磁层压薄片的外围被感应电流回路环绕。在导电层的表面上感应的电流回路大部分平行于被检查物体的表面。
20.该现有技术的层压磁芯提供了对磁体和高频hf电线圈的机械保护。它还改进了静态磁通量从磁体到被检查材料的传输。这种层压磁芯在hf电线圈和面向探头和hf电线圈的被检查材料的表面的涡流之间提供高频、全局但低、模糊和拓扑非均匀的hf磁场耦合。该hf磁场耦合是由外部连续导电层全局和非均匀地完成的，而不是由每个内部薄铁磁层压片选择性和/或局部地完成的。
21.根据该现有技术，hf电线圈布置在磁体上方，与层压磁芯和被检查材料相距较大距离。在磁体的这种布置中，在hf电磁能在hf电线圈和被检查材料之间传输期间产生额外损耗。emat的这种层压磁芯布置最大限度地减少了磁体产生的静态磁场的磁通量泄漏。然而，它降低了面对探头的被检查材料的表面处的涡流和emat的hf电线圈之间的hf磁场耦合的质量。这种hf磁耦合在一方面的面对每个铁磁层压薄片的边缘中的每个边缘的材料的各种局部有源部分和另一方面的hf电线圈之间具有不均匀的强度。
22.根据该现有技术，层压磁芯在热力学上是无源的。它不包括任何有源冷却装置，该有源冷却装置可以主动地提取由在磁芯的铁磁层压薄片的周边的表面处感应的电流回路产生的热能的一部分。这种没有被有源热保护的emat在600℃以上的温度下无法以可持续的方式可靠地操作。
23.在传统的emat中，有源部件的这种保护由电磁无源保护板确保，该电磁无源保护板由绝缘材料制成，固定在换能器的工作侧，使其有源部件远离被检查材料。该保护板的厚度是机械阻力、所需操作温度和emat转换效率之间折衷的结果。
24.现有技术还提供配备有中空的和非层压的无源磁芯的emat。这些磁芯配备或不配备用于高温操作的冷却装置。然而，现有技术的这些emat没有将层压磁芯和这种层压磁芯
内部的冷却装置结合起来，并且它们没有优化hf磁耦合和没有使hf磁耦合均匀化，和/或没有有效地最大限度地减少hf电线圈和被检查材料之间的hf磁场的磁通量泄漏。
25.在接收模式下操作的emat接收超声波信号的方式与在发射模式下操作的emat的方式相同。在接收模式下操作的emat的接收方向可以很容易地进行纯电子修改。这种方向性使得可以实现在接收模式下操作的emat的高信噪比。
26.现有技术的emat的操作非常有限，用于在困难的工业环境和/或高于1000℃的高温条件下进行检查，以便通过连续和移动线性扫描的方式从单个地方以板的形式对大面积的可移动结构进行扫描，其方式类似于在低温下检查管道和轨道时使用的方式。
27.现有技术的第二方面涉及激光emat undt技术，该技术提高了使用emat的undt系统的整体灵敏度，以及它们在高达600℃的平均温度下操作的适应性。undt现象需要超声波发生器和超声波接收器。
28.普通的激光emat系统结合了由高功率脉冲激光器制成的超声波发生器和作为超声波接收器在接收模式下操作的emat。现有技术描述了用于检测结构中的表面和表面下不连续的这种undt组合装置。它们基于以下联合操作：i)由脉冲激光器制成的超声波发射器将激光束导向目标点处的结构，并在脉冲激光束辐射被结构吸收时在结构中产生表面超声波和剪切波；ii)由在接收模式下工作的emat制成的超声波接收器，在检测点检测表面超声波和/或剪切波。当高能量密度激光束被吸引到被测试部件(例如钢板坯)的材料的表面时，局部脉冲引起快速加热，从而导致部件的表面发生等离子体爆炸。这种爆炸会在整个部件的材料中产生超声波。激光在材料中产生两种不同类型的波。一种在部件的表面上或附近传播。这是最重要的可检测信号，它横向传播到部件的表面。另一个在部件的大部分材料中以广角深入传播。当部件的材料导电时，使用激光emat系统的超声波emat接收器，通过其hf电线圈及其磁体的作用的组合，检测被测试材料中产生的超声波信号。材料表面和内部的振动(由激光器产生的超声波信号引发，并受到材料不连续回波及其位置的影响)，经由被检查材料中产生的涡流，在超声波emat接收器的检测电路中感应出hf电流。位于激光冲击和emat超声波接收器之间的部件的表面和内部不连续因此可以通过处理hf电线圈中的电流信号，通过识别接收到的由被检查材料中的不连续引起的超声波信号中的变化和干扰来检测。
29.这些组合的dunt装置在不连续的检测中表现出比单独的emat装置更好的效率，其中emat装置基于在发射器模式和接收器模式中使用的emat。与传统的emat发射器相比，脉冲激光器作为超声波发射器更有效、更有方向性且更强大。普通激光emat系统的主要缺点是它们保留了它们用作接收器的普通emat接收器的限制和缺点，如上所述。激光束可以在600℃以上的高温下操作。但是现有技术的传统emat不能做到这一点。
30.本发明的现有技术的第三方面涉及在约1200℃的温度下在钢厂的生产中钢部件(例如板坯的铸坯和/或钢板坯)的连铸的动态软压下(dsr)参数的优化自动调整。钢板坯通常随后转变成成品钢产品，包括片、板、金属带卷、管和管道。
31.在铸造钢坯凝固期间，在金属的固相和液相之间，板坯内部有一个既不完全固态也不完全液态的区域。这个“糊状”区域中的固体的部分(百分比)取决于钢的热性能和成分。由于与连铸温度降低相关的密度变化，从液态转变为固态的钢的体积收缩。凝固过程中的这种收缩导致枝晶间结构中出现空隙。在最终凝固区域的中心处，出现中心偏析区。在板
坯的铸坯的连续钢铸造过程期间，内部偏析缺陷和板坯结构中心的空隙对随后由板坯生产的成品钢产品的性能产生极其不利的影响。这种中心偏析降低了钢产品的质量，尤其是厚钢板。它会导致最终钢产品的不一致机械性能和潜在故障。
32.现有技术中已经进行了许多尝试来寻求减少或消除连铸期间出现的这些缺陷的钢板坯的中心偏析。克服这个问题的一般做法是降低铸造速度。当然，这会影响铸造的整体速率。现有技术的另一种做法包括在凝固的最后阶段期间应用轻压下(“轻压下”sr)和/或动态次级冷却(dsc)。任何一种轻压下(sr)的基本上思想都是通过补偿凝固收缩和中断残余钢的吸入流量来抑制中心宏观偏析和空隙的形成。sr操作必须根据适当的压下强度和最终凝固步骤的适当糊状区的垂直方向，使用压辊或其他类似的专用设备进行。sr只能在钢板坯的铸坯中心尚未硬化的情况下进行。最佳点是凝固区的末端。压下间隔必须位于两相固液区和钢板坯的铸坯的凝固末端之间；以提高铸坯的中心的密度和均匀性。问题是这个凝固完成的最佳点的确切位置是可变的并且是未知的，因为它位于钢板坯的铸坯的中心并且因此根据现有技术的技术手段是不可见的。
33.在“凝固末端的轻压下方法”(lsr)中，多个压下辊以多个压下间隔布置在铸坯凝固完成以及连铸期间钢板坯的铸坯的压下区的位置(估计是近似的)附近。lsr是一种逐渐减少铸坯的中心的间隙和熔化软钢流产生的方法。现有技术采用通过调节固定夹辊间隙提供的静态轻压下(ssr)来改善钢板坯的连铸坯的内部质量。然而，固定压下间隔的夹辊的位置经过优化，仅适用于一组精确的铸造参数。这意味着铸造操作必须尽可能保持稳定。ssr固定压下区对整个铸造操作施加了限制。操作事件导致难以长时间保持铸造参数的稳定状态。铸造速度和过加热等铸造参数在铸造过程中可能会发生变化。结果，凝固范围在过程中移动。ssr方法的操作效率低。
34.为了具有更大的操作灵活性，同时保持良好的内部质量，现有技术提出了动态软压下(dsr)系统，其考虑了瞬态铸造条件、演化凝固过程和被检查材料的行为。dsr与动态次级冷却(dsc)结合或不结合，被发现是比ssr更有效的方法，可以最大限度地减少钢板坯的连铸坯的偏析和空隙。dsr的参数必须仔细定义，以便有效地消除中心的偏析，提高铸坯内部质量。重要的是在凝固阶段将轻压下工艺应用到正确的位置并使夹辊具有精确的间距。如果dsr发生得太早，压下只会使板坯的外表面变形，并且不会有效地渗透到中心。应用太晚，板坯已经完全凝固，抗变形能力过高，导致设备的辊上的负载过高。决定动态软压下位置dsr效率的主要影响压下的主要参数是板坯规格、铸造速度、钢成分(热性能)、过加热和冷却速率。为了实现高效的动态软压下dsr，需要根据内部凝固过程的可变实际几何状态，在给定铸坯铸造的当前和历史条件的情况下，动态控制夹辊的间距，最好是它们的位置。
35.及时准确地提供：i)正在铸造的板坯的铸坯的动态3d映射(3dm)，和/或ii)钢板坯的中心偏析区的3d位置和偏析缺陷的位置；由铸造的动态3d映射系统(3dms)提供，是有效实施动态软压下dsr和/或有效动态次级冷却dsc的基本要求。
36.现有技术的dsr/dsc系统一般包括以下手段：
37.a.钢铸造的动态3d映射系统(3dms)；
38.b.计算机dsr优化系统(dsrm)，基于3dms系统提供的动态3d映射(3dm)和铸造参数产生动态dsr优化参数(pcsd)；
39.c.数字dsr激活器(asr)，作为由dsrm产生的pcsd的函数，动态调整dsr动作参数
(pasd)；
40.d.可选地，dsc优化系统(dscm)，基于由3dms系统提供的动态3d映射(3dm)和铸造参数产生动态dsc优化参数(pcsc)；
41.e.可选地，数字dsc激活器(asc)，根据由dscm产生的pcsc，动态调整dsc的钢水流速的dsc动作参数(pasc)。
42.计算机优化模型dsrm的算法中必须详尽地考虑dsr压下的三个重要参数，例如压下区的位置和几何形状、动力学和压下率、压下区段中辊的间距的值。
43.现有技术的用于钢铸造的动态3d映射系统(3dms)仅通过模拟来操作。它们：
44.a.基于理论算法；以及基于板坯的铸坯中的热传递和凝固的数学模型，进行数值模拟预测；和，
45.b.不是通过利用中心糊状区的精确位置以及板坯的铸坯中间的不连续的位置，真正从钢板坯的铸坯内部观察的实际动态3d映射(3dm)的物理检测。
46.现有技术的用于铸钢的动态3d映射系统(3dms)的最新变体特别地通过制造一个系统基于对板坯的铸坯外部的2d热跟踪数据的算法解析。
47.现有技术的用于钢铸造的动态3d映射系统(3dms)均未提供对板坯的铸坯的压下/凝固区的不连续和//或板坯的中间糊状区和/或偏析缺陷的位置的3d映射的观察到的准确且可靠的定义。轻压下dsr的参数，例如压下区的位置和几何形状、动力学和压下率、压下区段中辊的间距的值等，都是现有技术基于预测信息(基于中心糊状区和板坯的铸坯内部不连续的状态的理论模型)进行调整的，该理论模型未被观察到，并且通常是虚幻的。因此，dsr和/或dsc参数在钢连铸机中通常不合适且无效。它们不能通过适当调整的动态软压下和/或次级动态冷却来有效调整凝固过程中板坯的铸坯的中心的偏析和过大的空隙。
48.技术问题
49.从上述现有技术的分析中可以看出，需要另一种方法来解决超声波无损控制(undt)的以下技术问题等：
50.a.在单个emat探头中提供以下三个技术问题的组合解决方案：
51.i.增加hf磁场能量的传输，最大限度地增大hf磁耦合和/或最大限度地减少hf磁场在电线圈和被检查材料的表面产生的涡流之间的磁通量泄漏；和，
52.ii.在电线圈和被检查材料面向探头的表面的涡流之间提供这种高频电磁耦合效率的表面拓扑均匀性；和，
53.iii.在高于1000℃的被检查材料的高温下具有操作能力。
54.b.在单个dnt装置中提供以下两个技术问题的组合解决方案：
55.i.优化厚金属结构中表面和深入表面下不连续的检测的分辨率；和，
56.ii.在高于1000℃的被检查材料的高温下具有操作能力。
57.c.提供导电结构的3d扫描仪，为以下两个技术问题提供组合解决方案：
58.i.从特定位置对大型厚导电移动结构(例如冶金板)的每条线进行连续3d扫描，产生以高分辨率观察到的该结构的3d映射，包括提供表面和深入表面下不连续的位置；和，
59.ii.具有在困难的工业环境中，在高于1000℃的被检查材料的高温下操作的能力。
60.d.基于所观察到的铸坯内部状态，允许钢厂中钢板坯的连铸的动态软压下(dsr)的dsr动作参数(pasd)和/或动态次级冷却(dsc)的dsc动作参数(pas)的优化自动调整；通
过在单个设备中解决以下四个技术问题的组合：
61.i.连续提供板坯的铸坯内部的真实观察到的动态3d映射(3dm)；
62.ii.基于3d物理观察，以3d观察方式连续定义板坯的铸坯的中心糊状区和/或偏析缺陷的位置，而不是简单地通过基于数学模型的理论算法的数值模拟预测提供；
63.iii.基于3d物理观察，精确检测板坯的铸坯的压下点的观察到的位置；
64.iv.在高于1000℃的温度下，提高板坯的连铸坯的动态软压下(dns)和/或动态次级冷却(dsc)的参数的自动调整的准确性和可靠性；以便减少钢厂连铸过程中钢板坯的铸坯的结构熔化过程中中心糊状区的偏析缺陷和空隙。
65.问题的解决方案
66.简言之，根据本发明的一个方面，提供了一种用于检测导电的被检查材料中的表面和内部不连续的电磁声换能器(emat)；这为上述(a)的技术问题提供了技术解决方案。对于本领域技术人员来说，以一种违反直觉的方式，并且与现有技术的emat的传统配置不同，使用层压磁芯，本发明的技术方案特别在于：
67.a.不寻求减小层压磁芯的有源hf薄层内的涡流回路的面积。相反，本发明试图增加在(铁磁)有源hf薄层中感应的电流回路的面积和效果；但这在以适当方式拓扑组织的配置和取向中，利用它来提高耦合的效率和均匀性，以及emat的性能。
68.b.emat未被配置为使得在发射模式中：i)由磁芯中的hf电线圈感应的交变hf磁场回路基本上平行于层压磁芯薄片的堆叠平面；ii)多个感应电流回路仅分布在完全包覆层压磁芯的连续导电层的表面上；iii)感应电流回路以不均匀的、无组织的、连续的和非离散的方式拓扑分布在导电层的整个表面上；以及iv)这些感应电流回路基本上垂直于薄片的堆叠平面定向。但是，相反地，根据本发明，emat被配置为使得在发射模式中：i)磁芯中hf电线圈感应的交变磁场回路hf基本上垂直于层压磁芯的薄片的堆叠平面；和ii)感应的电流回路仅定位在有源hf薄层的外围，并且定向在平行于它们在其外围环绕的有源hf薄层的平面的平面中，因此它们垂直于被检查对象的表面；iii)感应电流回路拓扑离散地且远离地分布，但在有源hf薄层的外围以均匀的方式分布；和iv)这些感应电流回路因此基本上平行于薄片的堆叠平面定向。
69.c.emat未被配置为使得有源hf薄层由实心板组成。相反，根据本发明，有源hf薄层在它们的中心以通孔被刺穿，围绕该通孔垂直于其轴线旋转，在每个有源hf薄层的外围感应出电流回路。
70.d.emat未配置有由线圈电路制成的hf电线圈，其远离层压磁芯，并通过磁体与磁芯分离，在发射模式中发射围绕磁芯的所有有源hf薄层的连续导电层的不均匀绝对强度的可变hf磁场通量。相反，根据本发明，emat配置有由hf曲折电路制成的电线圈，该hf曲折电路由一系列平行的电导体部分组成。磁芯没有被连续的导电层覆盖。每个电导体部分被绝对强度相似但方向与相邻电导体部分相反的电流横穿。电导体部分交替地直接叠加在层压磁芯的每个有源hd薄层的上边缘上方和其上。在发射模式中，电线圈hf因此在每个有源hf薄层中发射垂直于其的等效强度的可变磁场通量hf。
71.e.根据本发明，在发射模式下，相邻的有源hf薄层被沿相反方向旋转的感应电流回路围绕。因此，在面向层压磁芯的每个有源hf薄层的材料的表面的正面区的连续部分中，对于每个有源hf薄层感应出相反方向的hf可变磁场通量，但在面向相邻有源hf薄层的每个
正面区中具有准相等的绝对强度。因此，在被检查材料面向层压磁芯的表面上感应出涡流矩阵，该涡流矩阵由平行矢量形成，强度基本上相等，但方向相反。这种构造的拓扑配置导致emat的分辨率更高。


技术实现要素：

72.emat包括：
73.a.至少一个磁体或电磁体，配置为在被检查材料中产生静态或准静态磁场；
74.b.至少一个hf电线圈(或电路)，在高频下操作，后者被配置成如果emat在发射模式下使用则作为发射hf电磁场的hf电磁发射器，和/或被配置成如果emat在接收模式下使用则作为发射hf电磁场的hf电磁接收器；
75.c.至少一个穿孔矩阵层压磁芯，配置为集中和引导发射hf电磁场；由包括(夹层)矩阵的类型制成，该矩阵由沿着矩阵轴线周期性地堆叠的多个层压薄片组成。
76.夹层矩阵包括第一多个hf有源薄层。它们彼此隔离。它们内部结合了具有高磁导率的磁性材料。这些hf有源薄层中的每一个，或者在外部集成了导电材料；和/或在其周边边缘上从外部覆盖有导电层。带槽圆柱形孔口穿过矩阵的每个薄片并在两个横向矩阵面中的每一个上开口。具有相似尺寸和横截面并且具有闭合横向周边的多个磁性通孔穿孔通过矩阵的多个hf有源薄层中的每一个并基本上位于其中心。它们通过对齐形成带槽圆柱形开口。hf有源薄层中产生多个感应电流回路。
77.该emat的特殊性在于结合了以下技术手段。在每个孔口的hf有源薄层中制成的每个磁性通孔位于面向被检测表面的第一边缘面和面向hf电线圈的第二边缘面之间。带槽圆柱形孔口的每个磁性通孔内部均不没有任何硬质材料；并且没有任何电导体穿过它。当emat操作时，感应电流回路在hf有源薄层的外围边缘上的有源薄层表皮内被感应，基本上平行，并且彼此分开。它们环绕着hf有源薄层的磁性通孔并围绕它旋转。
78.在本发明的一个变型实施例中，提出了一种激光emat探头(lemat)，用于通过接收从被检查材料发射的超声波信号来检查被检查材料；以便为上述(b)的技术问题提供技术解决方案。
79.该lemat包括：
80.a.如上所述根据本发明的emat，其被配置为在接收模式中用于接收来自被检查材料的超声波信号；和
81.b.激光源，其被配置为在被检查材料的表面的目标点处绘制高能激光束。
82.激光源产生超声波，该超声波生成在被检查材料的表面和/或内部和深处传播的次级超声波。这会产生次级超声波，该次级超声波是由与位于被检查材料上和/或内部的不连续相互作用的回波产生的，并取决于它们在被检查材料的表面和/或内部传播的位置。在emat的磁体发出的静态磁场的影响下，次级超声波会在被检查材料上产生材料涡流。这反过来又会感应出由被检查材料中的材料涡流发出的发射hf电磁场，代表了被检查材料的表面形貌和内部不连续。
83.在本发明的另一个实施例中，提出了一种多激光emat 3d扫描仪(mlemat)，用于检测移动圆柱形导电结构上和内部的不连续；以便为上述(c)的技术问题提供技术解决方案。
84.mlmat包括：
85.a.要进行3d扫描的导电结构；
86.b.底盘框架，其被配置为围绕导电结构；
87.c.如上所述根据本发明的多个激光emat探头(lemat)，其固定在底盘框架上，定位并配置为使得它们的每个穿孔矩阵层压磁芯的每个有源第一边缘面面向导电结构；和，
88.d.位移装置，其被配置为相对于底盘框架线性移动圆柱形导电结构。
89.该mlemat的特殊性在于，由连接mlemat的每个相邻emat的每个穿孔矩阵层压磁芯的每个连续带槽圆柱形孔口的中心的虚拟线构成的孔口回路环绕着该mlemat导电结构。
90.在本发明的另一个实施例中，提出了如上所述的根据本发明的多激光emat 3d扫描仪(mlemat)的改编，用于自动调整在高于1000℃的铸造温度下钢板坯的连铸坯的动态软压下(dsr)；并对上述(d)的技术问题提供了技术解决方案。
91.钢板坯连续被推动通过动态软压下装置(dsrd)，以抑制钢板坯内部中央糊状区的宏观偏析和空隙的形成，从而动态补偿凝固收缩，并通过中断钢板坯中残留熔化金属的吸入流。mlemat的每个激光emat的每个emat的hf电线圈都连接到铸造动态3d映射系统(3dms)。该3dms设置有模拟和数字处理装置(mdan)，其配置为组合和处理mlemat的每个激光emat的电线圈中发射的次级超声波电流，其在该激光emat的每个hf电线圈中由钢板坯的被检查材料的正面区中的材料涡流感应。这些材料涡流是激光源产生的回波与该激光emat的第一边缘面的正面区中被检查材料上和内部的不连续相互作用的结果。mdan结合每个emat的次级超声波电流，并基于mlemat的每个激光emat中的多个次级超声波电流的组合和数值分析，在位于框架平面的铸坯的结构截面中产生钢板坯的铸坯的动态3d映射(3dm)。铸坯的dsr的dsr优化系统(dsrm)连接到3dms。它接收钢板坯的3dm并以数字方式产生一组动态dsr优化参数(pcsd)。数字dsr激活器(asr)连接到dsrm。它根据dsrm产生的pcsd动态调整dsr操作参数(pasd)。
92.该mlemat的特殊性在于以下技术手段的组合。根据本发明的每个emat的冷却装置产生热传递流体的冷却流。在比有孔hf有源薄层的磁性材料的居里温度(tc)明显低(低至少50℃)的冷却温度(tf)下，其在mlemat的每个相邻emat的每个穿孔矩阵层压磁芯的带槽圆柱形孔口的每个磁性通孔和每个间隔通孔内部。因此，动态软压下(dsr)和/或动态次级冷却(dsc)会在高于1000℃的铸造温度下自动进行动态调整。
附图说明
93.当将参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本发明的这些特征、方面和优点等等，在附图中相似的字符代表相同的部分，其中：
94.图1是本发明的emat换能器的示意性立体图。
95.图2是本发明的emat换能器的截面示意图。
96.图3是显示在发射模式下使用的本发明的emat换能器的穿孔矩阵层压磁芯中的hf有源薄层之一的操作模式的示意性立体图。
97.图4是显示在接收模式下使用的本发明的emat换能器的穿孔矩阵层压磁芯中的hf有源薄片之一的操作模式的示意性立体图。
98.图5是本发明的emat换能器的穿孔矩阵层压磁芯的示意性立体图，由其hf有源薄层和无源薄层的堆叠组成。
99.图6是在发射模式下使用的本发明的emat换能器的穿孔矩阵层压磁芯的hf有源薄层的电磁操作的局部示意性立体图。
100.图7是本发明的emat换能器的穿孔矩阵层压磁芯的一些薄片的替代实施例的示意性立体图，将其穿孔矩阵层压磁芯从被检查材料中动态地提升出来。
101.图8是根据本发明的激光emat探头(lemat)的示意性截面图。
102.图9是根据本发明的多激光emat 3d扫描仪(mlemat)的示意性侧视图。
103.图10是根据本发明的多激光emat 3d扫描仪(mlemat)的示意性横截面立体图，用于熔化钢板坯的连铸的动态软压下(dsr)和/或动态次级冷却(dsc)的自动调整，显示了其emat探头的水平。
104.图11是根据本发明的多激光emat 3d扫描仪(mlemat)的示意性横截面立体图，用于熔化钢板坯的连铸的动态软压下(dsr)和/或动态次级冷却(dsc)的自动调整，显示了其激光源的水平。
105.图12是根据本发明的多激光emat 3d扫描仪(mlemat)的功能框图，用于熔化钢板坯的连铸的动态软压下(dsr)和/或动态次级冷却(dsc)的自动调整。
具体实施方式
106.下面描述的实施例通常涉及改进的emat系统(1)，其可用于在高于1000℃的温度下对导电结构(90)进行无损控制(ndt)。
107.参考图1和图3，我们看到了电磁声换能器(emat)(1)，用于检测导电的被检查材料(3)中的表面和内部不连续(2)。两个磁体(4)被配置为在被检查材料(3)中产生静态或准静态磁场(smf)。应当理解，每个磁体(4)都可以由电磁体代替。hf电线圈(6)(或电路)直接放置在穿孔矩阵层压磁芯(22)上方。其绕组平面(7)(或电路平面)平行于被检查材料(3)面向emat(1)的局部被检查表面(8)。两个磁体(4)定位在穿孔矩阵层压磁芯(22)的每一侧。
108.参考图3，据观察，emat(1)可用于发射模式(em)。hf电线圈(6)被配置作为发射hf电磁场(hfemf)的hf电磁发射器(9)。它连接到至少一个ac电流源(11)的输出，以超声波频率驱动hf电线圈(6)中的hf交流电(ac)。这会在被检查材料(3)的方向上感应出发射hf电磁场(hfemf)。发射hf电磁场(hfemf)在被检查材料(3)的表面上产生材料涡流(14)。通过材料涡流(14)与静态磁场(smf)的相互作用，这会在被检查材料(3)中以超声波频率产生洛伦兹力(15)。如果被检查材料(3)是亚铁磁性的，这也会产生磁致伸缩。洛伦兹力(15)的扰动直接在被检查材料(3)中产生初级超声波(17)。
109.参考图4，可以理解，emat(1)也可以用于接收模式(rm)。hf电线圈(6)然后被配置为hf电磁接收器(18)。它由超声波频率的次级超声波电流(19)穿过。该hf电流包括由材料涡流(14)感应的发射hf电磁场(hfemf)产生的次级超声波电信号(88)。这些材料涡流(14)是在外部超声源的影响下，通过次级超声波(21)在被检查材料(3)的被检查表面(8)上产生的，并与静态磁场(smf)相互作用。这些材料涡流(14)代表被检查材料(3)的表面和内部不连续(2)。
110.再次参考图1和图2，我们看到，在被检查材料(3)的被检查表面(8)和正对其的hf电线圈(6)之间放置了穿孔矩阵层压磁芯(22)。穿孔矩阵层压磁芯(22)被配置为将发射hf电磁场(hfemf)集中并引导到被检查材料(3)的方向和/或来自被检查材料(3)，具体取决于
emat(1)的使用模式正在传输还是接收中。它是包括由多个层压薄片(24)组成的夹层矩阵(23)的类型。它们在矩阵(23)的两个主要矩阵面(26)之间沿着矩阵轴线(25)周期性地堆叠，该矩阵面平行于其堆叠平面(27)。穿孔矩阵层压磁芯(22)具有多个边缘面(35)，该边缘面具有横向相邻凹槽，基本上垂直于堆叠平面(27)并平行于矩阵轴线(25)延伸。
111.参考图2，我们看到，其中一个边缘面(35)，即矩阵(23)的第一边缘面(36)，面向被检查材料(3)的被检查表面(8)。另一面，即矩阵(23)的第二边缘面(37)，基本上位于第一边缘面(36)的对面，并面向hf电线圈(6)。
112.参考图1和图5，我们看到，矩阵(23)的每个层压薄片(24)具有与矩阵(23)中相邻薄片(24)相似的空间几何形状和横向尺寸。它们有两个主要的横向片表面(32)，每个都平行于堆叠平面(27)。
113.再次参考图1和图5，可以看到，每个薄片(24)的组合的连续相邻外围边缘(33)形成围绕矩阵轴线(25)的矩阵(23)的带槽边缘表面(34)。矩阵(23)的芯轴线(38)基本上连接第一边缘面(36)和第二边缘面(37)的中心。它基本上垂直于矩阵轴线(25)定位。
114.参考图5和图6，可以看到，矩阵(23)包括hf有源薄层(29)(图中显示了四个)或这种薄层组的第一群组(28)。每个hf有源薄层(29)都相互隔离。它内部结合了具有高磁导率的磁性材料(特别是铁磁或亚铁磁)。磁性材料具有一定的居里温度(tc)。它在外部结合了导电材料。它可以替代地在其外围边缘(33)上用导电层从外部覆盖。带槽圆柱形孔口(39)沿着矩阵(23)的孔口轴线(40)穿过矩阵(23)的每个薄片(24)，该孔口轴线基本上平行于矩阵轴线(25)并垂直于芯轴线(38)。它在两个矩阵面(26)中的每一个上开口。多个具有相似横截面尺寸和闭合周边的磁性通孔(41)沿着基本上平行于被检查表面(8)的轴线穿孔通过多个hf有源薄层(29)中的每一个的中心，因此从矩阵(23)中挖空。它们沿着平行于被检查表面(8)的轴线对齐，以通过它们的对齐形成带槽圆柱形孔口(39)。它们具有通孔的纵向包络(42)，沿着矩阵(23)的孔口轴线(40)布置，其横向周边是闭合的。参考图3和图4，可以看到，当emat(1)操作时，发射hf电磁场(hfemf)会感应出多个闭合感应电流回路(43)。当emat处于图3所示的发射模式时，后者或者由hf电线圈(6)中的超声波频率的hf交流电(ac)发射；和/或当emat处于图4所示的接收模式时，后者由被检查材料(3)中的超声波频率的材料涡流(14)发射。感应电流回路(43)位于穿孔矩阵层压磁芯(22)的每个hf有源薄层(29)外围的有源薄层表皮(48)内。如图6所示，它们根据回路映射(lm)进行布置，限定所有感应电流回路(43)的拓扑结构、分布和相对位置。
115.参考图2，观察到emat(1)的以下特征。每个hf有源薄层(29)中的每个磁性通孔(41)都位于面向被检查表面(8)的第一边缘面(36)和面向hf电线圈(6)的第二边缘面(37)之间。带槽圆柱形孔口(39)的每个磁性通孔(41)内部没有任何硬质材料。特别地，没有任何电导体穿过它。参考图6，可以看到，回路映射(lm)在拓扑上是离散的，并且在彼此远离的每个hf有源薄层(29)(或这种有源薄层组)中由多个感应电流回路(43)组成。参考图3，可以看到，感应电流回路(43)(或这种回路组)在hf有源薄层(29)的外围边缘(33)上的有源薄层表皮(48)内被感应。它们每个都沿着平行于堆叠平面(27)且基本上垂直于被检查材料(3)表面的回路的平面布置。它们在各自的hf有源薄层(29)之间基本上平行且彼此分开。它们环绕其hf有源薄层(29)的磁性通孔(41)并绕着旋转。参考图6，可以看到，位于两个相邻的hf有源薄层(29)(或组)之间的穿孔矩阵层压磁芯(22)及其表面的每个芯间距切片(49)没有
任何感应电流回路(43)，更一般地说，没有任何感应电流。
116.参考图3，可以看到，发射hf电磁场(hfemf)和穿孔矩阵层压磁芯(22)被配置为使得当emat(1)操作时，hf芯磁场(hfimf)具有hf芯横向磁场(mfthf)的较大分量，其垂直于堆叠平面(27)，垂直于每个hf有源薄层(29)，并且基本上平行于被检查材料(3)的表面。穿孔矩阵层压磁芯(22)内的hf磁通量(mfhf)具有垂直于芯轴线(38)并平行于被检查材料(3)表面的较大分量。因此它不垂直于被检查材料(3)的被检查表面(8)。闭合感应电流回路(43)由每个hf有源薄层(29)的外围边缘(33)上的hf芯横向磁场(mfthf)产生。
117.参考图5和图6，可以理解，在穿孔矩阵层压磁芯(22)内会出现组合和交互的双重物理效果。一方面，每个有孔hf有源薄层(29)的多个平行且拓扑离散的感应电流回路(43)中的每一个分别产生高频磁场。这分别和局部地增加了面向其第一边缘面(36)的被检查表面(8)的窄局部有源部分(44)和hf电线圈(6)之间的离散和选择性高频磁耦合。hf有源薄层(29)的平行感应电流回路(43)参与了emat(1)的高频磁阻的整体降低。另一方面，矩阵(23)的每个hf有源薄层(29)中的每个磁性通孔(41)的内周(45)在其hf有源薄层(29)的中心产生导热和对流表面(46)。这会产生内部热冷却效果，以消散由每个hf有源薄层(29)的特定感应电流回路(43)产生的局部电能和热能的一部分。这有助于提高emat(1)的效率。
118.参考图5，我们看到，穿孔矩阵层压磁芯(22)与其hf有源薄层(29)被无源薄层(53)分离。矩阵(23)的每个有孔hf有源薄层(29)(或这种有源薄层组)以相邻的芯间距切片(49)的水平，通过由电绝缘材料制成的无源薄层(53)的第二群组(54)的至少一片与相邻的hf有源薄层分开。每个无源薄层(53)由间隔件通孔(57)穿孔。每个无源薄层(53)被定位和配置为使得矩阵(23)的hf有源薄层(29)的第一群组(28)中的磁性通孔(41)以及矩阵(23)的无源薄层(53)的第二群组(54)的间隔件通孔(57)平行于矩阵轴线(25)对齐。它们通过它们的对齐和它们的组合形成带槽圆柱形孔口(39)。
119.电磁声换能器(emat)(1)的这种配置具有以下特征。每个无源薄层(53)中的每个间隔件通孔(57)位于面向被检查材料(3)的第一边缘面(36)和面向hf电线圈(6)的第二边缘面(37)之间。带槽圆柱形孔口(39)的每个间隔件通孔(57)内部均没有任何硬质材料。特别地，没有任何电导体穿过它。可以理解，矩阵(23)的每个无源薄层(53)中的每个间隔件通孔(57)的内周在无源薄层(53)的中心内部自由地形成导热和对流表面(46)。这会在该间隔件通孔(57)中产生内部热冷却效果，以便消散由相邻hf有源薄层(29)的感应电流回路(43)产生的电能和热能的一部分。这有助于提高emat(1)的效率。
120.如图5所示，本发明提出，对于每个无源薄层(53)，其外围的外围边缘(33)没有覆盖其表面的任何导电材料。以这种方式，穿孔矩阵层压磁芯(22)的带槽边缘表面(34)不是连续覆盖导电层和/或由导电层制成，相反，它由交替的边缘和边缘组成，一方面由hf有源薄层(29)周围的导电环制成，另一方面由无源薄层(53)周围的绝缘环制成。
121.根据本发明的优选实施例，其出现在图5中，emat(1)的穿孔矩阵层压磁芯(22)包括冷却装置(58)。它们在冷却温度(tf)下产生热传递流体(60)的冷却流(59)。该冷却流(59)被迫使通过矩阵(23)的带槽圆柱形孔口(39)。emat(1)的这种配置具有以下特征。冷却流(59)被配置为连续地通过第一群组(28)的磁性通孔(41)之一，或者，通过第二群组(54)的间隔件通孔(57)中的至少一个。它沿着每个连续的磁性通孔(41)和/或矩阵(23)的每个间隔件通孔(57)的所有孔壁表面(62)。可以理解，这增加了矩阵(23)的每个hf有源薄层
(29)中的内部热冷却效果；其中每一个都经受感应电流回路(43)和热消散。本发明提出，将冷却流(59)的冷却温度(tf)调整得比每个有孔hf有源薄层(29)的磁性材料的特定居里温度(tc)明显低(低至少50℃)。
122.参考图7，可以看到本发明的emat(1)的有利的替代实施例。穿孔矩阵层压磁芯(22)的至少一个(并且优选多个)薄片(24)被缓冲孔(63)刺穿；或者设置有缓冲槽口(64)。这些开口在平行于堆叠平面(27)的方向上穿过在它们的通孔(41、57)和面向被检查材料(3)的它们的第一边缘面(36)的部分之间形成的环形壁(65)。这会在薄片(24)的通孔(41、57)和面向被检查材料(3)的第一边缘面(36)之间生成缓冲凹部(66)。冷却装置(58)被配置为从流过通孔(41、57)的冷却流(59)中提取缓冲流体流(67)。该提取的缓冲流体流(67)在压力下流过缓冲凹部(66)。这在穿孔矩阵层压磁芯(22)和被检查材料(3)之间在缓冲凹部(66)面向被检查材料(3)的水平处生成提升空气缓冲(70)。这将穿孔矩阵层压磁芯(22)以缓冲间隙(68)提升到被检查材料(3)上方。这种布置是可靠的。它提供缓冲间隙(68)的自动机械调整。可以理解，这种布置显著减少了通过被检查材料(3)和穿孔矩阵层压磁芯(22)之间的传导以及朝向有源部件传递的热能。这种布置消除了摩擦。它通过限制维护阶段之间的磨损，显著增加了emat(1)的操作时间和可用性。
123.参考图5，显示了本发明的emat(1)的变型实施例。位于矩阵面(26)上的两个外部薄片的两个外部横向边缘面(35)由导电材料的导电覆盖层(69)构成或覆盖(如图所示)。emat(1)的这种配置具有以下特征。横向尺寸类似于磁性通孔(41)的通孔穿孔通过两个导电覆盖层(69)中的每一个。矩阵(23)的薄片(24)和两个导电覆盖层(69)相对于彼此定位，使得它们的多个通孔对齐以连续地形成带槽圆柱形孔口(39)。
124.根据本发明的优选变型，如在图5中描述的，每个hf有源薄层(29)中形成的每个磁性通孔(41)的周边为矩形。每个磁性通孔(41)的中心基本上位于并居中位于hf有源薄层(29)的重心。并且每个磁性通孔(41)的周边基本上定位成距其hf有源薄层(29)的外围边缘(33)的周边恒定的环距离(rd)。可以理解，在这种配置中，每个hf有源薄层(29)都在拓扑上配置为矩形有源环(71)，通过在其周围产生的感应电流回路(43)的加热而进行热力学冷却。
125.参考图1和图2，显示了本发明的emat(1)的优选替代实施例。穿孔矩阵层压磁芯(22)的第二边缘面(37)直接面向hf电线圈(6)。没有磁体(4)或任何其他元件定位在一侧的矩阵(23)的第二边缘面(37)和另一侧的hf电线圈(6)之间。
126.参考图6，可以看到本发明的emat(1)的另一个优选实施例。hf电线圈(6)和矩阵(23)中的hf有源薄层(29)的第一群组(28)被配置为使得：位于矩阵(23)的第二边缘面(37)中并面向hf电线圈(6)的每个hf有源薄层(29)的每个面向电路边缘(72)的取向、节距、尺寸和形状与包括依次面向这些面向电路边缘(72)中的每一个的hf电线圈(6)的导体部分(75)的取向、节距、尺寸和形状的几何参数一致且相关。
127.参考图3，出现上述配置的优选布置。可以看到，hf电线圈(6)具有至少一个线性导体部分(73)。后者定位在面向电路边缘(72)附近并直接位于其上方。它沿着平行于靠近hf有源薄层(29)的周边的该部分的轴线相切，该hf有源薄层(29)位于矩阵(23)面向hf电线圈(6)的第二边缘面(37)中。可以看到，本发明的这种布置的特殊性在于线性导体部分(73)和穿孔矩阵层压磁芯(22)被配置为使得当emat(1)操作时，感应电流回路(43)在hf有源薄层
(29)外围的有源薄层表皮(48)中被感应。它围绕其磁性通孔(41)。这在一方面在hf有源薄层(29)的周边上沿着其延伸的线性导体部分(73)中驱动的hf交流电(ac)和另一方面在面向hf有源薄层的被检查表面(8)窄局部有源部分(44)中产生的材料涡流(14)之间提供了局部选择性hf磁耦合。
128.已知电流流过的线性导体部分(73)发射的发射hf电磁场(hfemf)是正交径向的。因此，hf磁通量(mfhf)的线基本上由围绕线性导体部分(73)的圆圈构成。
129.如果emat(1)处于发射模式(em)，如图3所示；则流过线性导体部分(73)的hf交流电(ac)产生组织成回路的正交径向的磁通量，产生导体hf磁通量回路(76)，从而产生hf芯横向磁场(mfthf)，它基本上垂直于面对它的hf有源薄层(29)。这会在hf有源薄层(29)的有源环(71)的表面产生感应电流回路(43)。该感应电流回路(43)反过来发射多个hf磁通量回路，这些回路产生材料涡流(14)，这些涡流是拓扑有序的，并且全部沿着基本上平行于hf有源薄层(29)平面的轴线定向，该平面面向它们正上方附近。
130.还已知由电流供应的圆形匝产生一束磁力线，其形式为平行于圆形匝的轴线并穿过其中心的多个磁通量回路。
131.参考图4，可以理解，当emat(1)用于接收模式(rm)时，在外部超声波源的影响下在材料表面产生的平行于堆叠平面(27)的材料涡流(14)的分量，感应材料hf磁通回路(77)，生成基本上垂直于面对这些材料涡流(14)的hf有源薄层(29)的有源环(71)的hf芯横向磁场(mfthf)。这会在其有源薄层表皮(48)内生成感应电流回路(43)。纵向围绕该hf有源薄层(29)的感应电流回路(43)然后发射多个hf磁通量回路，这些hf磁通量回路环绕线性导体部分(73)，该部分沿平行于hf有源薄层(29)的周边的一部分的轴线与其相切。这感应地产生次级超声波电信号(88)，该电信号在线性导体部分(73)中产生hf交流电(ac)。
132.根据出现在图3和图6中的本发明的优选实施例，hf电线圈(6)为曲折电路(74)。它具有多个(至少两个)线性导体部分(73)(图6中显示了四个)。它们彼此平行且相邻。曲折电路(74)的多个线性导体部分(73)连续地定位在hf有源薄层(29)中的一个的面向电路边缘(72)的附近并且直接位于其上方，该面向电路边缘位于矩阵(23)面向hf电线圈(6)的第二边缘面(37)中。它们被配置为使得连续通过曲折电路(74)的平行且相邻的线性导体部分(73)中的每一个的hf交流电(ac)被定向在交替相反的方向上。可以看到，导体hf磁通量回路(76)基本上垂直地围绕曲折电路(74)的每个线性导体部分(73)并且基本上垂直地穿透面对它的hf有源薄层(29)内部。还可以看到，该布置包括以下特征。曲折电路(74)的线性导体部分(73)和穿孔矩阵层压磁芯(22)被配置为使得当emat(1)处于发射模式(em)时，两个相邻的hf有源薄层(29)，由两个相邻的线性导体部分(73)覆盖，在它们的有源薄层表皮(48)中由两个相邻的感应电流回路(43)穿过。它们每个都由沿相反旋转方向(78)旋转的交变hf电流组成，一个沿顺时针方向旋转，另一个沿逆时针方向旋转。
133.参考图1，可以看到，穿孔矩阵层压磁芯(22)的带槽圆柱形孔口(39)沿其孔口轴线(40)的孔口深度(od)与emat(1)的hf电线圈(6)的第一横向尺寸(ftd)基本上相等且一致。此外，其穿孔矩阵层压磁芯(22)面向hf电线圈(6)的带槽第二边缘面(37)在垂直于夹层结构(23)的孔口轴线(40)的方向上具有横向尺寸，其与emat(1)的hf电线圈(6)的第二横向尺寸(std)基本上相等且一致。
134.根据本发明的优选实施例，如在图5中出现的，矩阵(23)的穿孔薄片(24)的片几何
尺寸(79)及其穿孔矩阵层压磁芯(22)的组合几何尺寸被选择为与发射hf电磁场(hfemf)的主要谐波的波长去相关。可以理解，这可以防止其穿孔矩阵层压磁芯(22)在emat(1)操作的超声波频率下发生机械共振。
135.根据本发明的另一个优选实施例，其穿孔矩阵层压磁芯(22)的穿孔薄片(24)的片几何尺寸(79)被选择为使得在emat(1)操作的超声波频率中，它们要么远小于这些薄片(24)中产生的超声波的波长，要么基本上等于这些薄片(24)中产生的超声波的波长的奇数个四分之一。
136.根据本发明的另一种优选配置，如图2所示，穿孔矩阵层压磁芯(22)面向被检查材料(3)且平行于带槽圆柱形孔口(39)的第一带槽第一边缘面(36)被由电绝缘材料制成的绝缘层(81)(如图所示)覆盖或覆盖有绝缘层(81)。绝缘层(81)的一侧面向带槽圆柱形孔口(39)布置并覆盖第一边缘面(36)的边缘，该边缘属于每个hf有源薄层(29)的周边。
137.本发明的emat(1)及其上面解释的变型提供了对上面的技术问题(a)的技术解决方案。该emat(1)增加了发射hf电磁场(hfemf)的能量传输。它最大限度地增大了hf磁耦合，并最大限度地减少了hf电线圈(6)和被检查材料(3)表面产生的材料涡流(14)之间的发射hf电磁场(hfemf)的磁通量泄漏。它确保了hf电线圈(6)和面向换能器的被检查材料的材料涡流(14)之间的这种高频电磁耦合效率的表面拓扑均匀性。它在高于1000℃的被检查材料(3)的高温下操作。
138.参考图8，可以看到，激光emat探头(lemat)(82)通过接收来自被检查材料(3)的超声波信号来检查被检查材料(3)。lemat包括以下组合：i)如上所述根据本发明的电磁声换能器(emat)(1)，和ii)激光源(84)。emat(1)被配置为在接收模式(rm)中用于接收被检查材料(3)的次级超声波电信号(88)。hf电线圈(6)被配置为hf电磁接收器(18)。如图4所示，次级超声波电信号(88)由发射hf电磁场(hfemf)电感应，该发射hf电磁场(hfemf)由被检查材料(3)发射，由材料涡流(14)产生，该材料涡流(14)通过次级超声波(21)在被检查材料(3)中产生。这些材料涡流(14)代表被检查材料(3)的表面和/或内部不连续(2)。如图8所示，穿孔矩阵层压磁芯(22)位于emat(1)的hf电线圈(6)和被检查材料(3)的局部表面之间。它直接面向hf电线圈(6)。它在被检查材料(3)和hf电线圈(6)之间保持保护间距(83)。它降低了emat(1)的磁阻。它受到有源热力学保护，免受被检查材料(3)的高温和困难表面条件的影响。激光源(84)被配置为在被检查材料(3)的表面的目标点(86)处绘制高能激光束(85)。激光束(85)产生在被检查材料(3)的表面和/或内部传播的初级超声波(17)。这会导致次级超声波(21)的产生，该次级超声波(21)是由初级超声波(17)与被检查材料(3)上和/或内部的不连续(2)相互作用的回波引起的。这些次级超声波(21)在被检查材料(3)的表面和/或内部传播。它们导致在被检查材料(3)的表面产生材料涡流(14)，其在emat(1)的磁体(4)产生的静态磁场(smf)的影响下由次级超声波(21)的机械振动引起。这会导致被检查材料(3)表面上存在的材料涡流(14)发射的发射hf电磁场hf(hfemf)的感应，代表了被检查材料(3)的表面和内部不连续(2)的几何形状和位置。通过emat(1)处理该发射hf电磁场(hfemf)会在hf电线圈(6)中产生次级超声波电信号(88)。
139.参考图4，emat(1)被配置为接收模式，发现激光emat探头(lemat)(82)具有以下技术特征。在激光源(84)的影响下，在穿孔矩阵层压磁芯(22)的每个hf有源薄层(29)的外围边缘(33)上的有源薄层表皮(48)内，由被检查材料(3)中的材料涡流(14)发射的发射hf电
磁场(hfemf)感应出多个远离的感应电流回路(43)。如图6所示，每个hf有源薄层(29)(或组)的这些感应电流回路(43)彼此间隔开。这些涡流感应电流回路(43)围绕并绕着磁性有源环(71)旋转，该有源环(71)围绕hf有源薄层(29)的磁性通孔(41)。它们位于面向被检查材料(3)的第一边缘面(36)和面向hf电线圈(6)的第二边缘面(37)之间。它们基本上垂直于这两个边缘面(36、37)定位。
140.应当理解，在这种lemat(82)中，在穿孔矩阵层压磁芯(22)内出现组合和交互的双重物理效果。一方面，如图4出现的，每个有孔hf有源薄层(29)(或组)的多个离散且平行的感应电流回路(43)中的每一个分别产生高频磁场。它分别地和局部地增加了面向第一边缘面(36)的被检查表面(8)的局部有效部分(44)和hf电线圈(6)之间的高频磁耦合。这使高频耦合均匀化，并通过相互作用参与emat(1)的高频磁阻的整体降低。另一方面，如图5出现的，矩阵(23)的每个hf有源薄层(29)中的每个磁性通孔(41)的内周(45)在其hf有源薄层(29)的中心处生成内部自由导热和对流表面(46)。这会产生内部热冷却效果，以消散由其特定hf有源薄层(29)的感应电流回路(43)产生的电能和热能的一部分。这有助于提高emat(1)的效率。
141.本发明的lemat(82)为上述技术问题(b)提供了技术解决方案。它优化了厚金属结构中表面、表面下和深入表面下不连续(2)检测的分辨率。它在高于1000℃的被检查材料(3)的高温下操作。
142.参考图9，可以看到多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)，用于检测移动圆柱形导电结构(90)内的表面和/或内部不连续(2)。mlemat(89)包括：a)要进行3d扫描的导电结构(90)；b)底盘框架(93)；c)由至少两个根据本发明的激光emat探头(lemat)(82)制成的探头群组(96)；以及d)位移装置(97)。3d扫描的导电结构(90)由导电的被检查材料(3)制成。它具有沿结构轴线(91)产生的圆柱形结构，以及基本上恒定的结构截面(92)。底盘框架(93)被配置为以框架距离(fd)围绕导电结构(90)。其框架平面(95)基本上垂直于导电结构(90)的结构轴线(91)。位移装置(97)被配置为使圆柱形导电结构(90)相对于底盘框架(93)沿位移方向(md)(基本上与结构轴线(91)重合)线性移动。
143.该多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)具有参考图10出现的以下特征，由连接mlemat(89)的激光emat探头(lemat)(82)的每个相邻emat(1)的穿孔矩阵层压磁芯(22)的每个连续带槽圆柱形孔口(39)的中心的虚拟线构成的孔口回路(99)环绕导电结构(90)。
144.还可以看到，由激光emat探头(82)制成的探头群组(96)固定在底盘框架(93)上，定位并配置在这种位置，即，与每个相邻激光emat探头(lemat)(82)的穿孔矩阵叠层磁芯(22)相邻的面向被检查材料(3)的多个相邻第一边缘面(36)并置，基本上彼此相接，并且它构成基本上连续的带槽检查环(100)。该带槽检查环(100)在靠近框架平面(95)的导电结构(90)的结构截面(92)中围绕并覆盖导电结构(90)的周边。
145.在多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)的一个优选实施例中，如参考图11出现的，每个mlemat(82)的激光源(84)由固定到框架平面(95)的光纤(101)组成，具有面向导电结构(90)的目标端(102)。每根光纤(101)连接到激光发生器(103)。多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)的这种配置具有以下特征。由连接mlemat(89)的每个相邻激光emat探头(lemat)(82)的目标端(102)的虚拟线构成的激光目标回路(104)环绕导电结构(90)并且基本上平行于孔口回路(99)。
146.在本发明的多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)的优选替代实施例中，它被操作用于检测冶金板(105)的表面和/或内部不连续(2)。导电结构(90)然后为可相对于mlemat(89)移动的圆柱形冶金板(105)。由连接mlemat(89)的激光emat探头(lemat)(82)的每个相邻emat(1)的穿孔矩阵层压磁芯(22)的每个连续带槽圆柱形孔口(39)的中心的虚拟线构成的孔口回路(99)环绕可移动的圆柱形冶金板(105)。
147.在本发明的多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)的另一个优选实施方式中，它用于检测在高于1000℃的铸造温度(ts)下在钢厂中连铸的钢板坯(105)的移动圆柱形铸坯的表面和/或内部不连续(2)。mlemat(89)的每个相邻emat(1)的每个穿孔矩阵层压磁芯(22)的有孔hf有源薄层(29)由磁性材料制成，例如铁磁或亚铁磁类型，其居里温度(tc)低于铸造温度(ts)。这种多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)具有以下特征。如图10所示，mlemat(89)的每个相邻lemat(82)的每个emat(1)的每个穿孔矩阵层压磁芯(22)的每个带槽圆柱形孔口(39)连接到冷却装置(58)，其产生热传递流体(60)的冷却流(59)。在比有孔hf有源薄层(29)的磁性材料的居里温度(tc)明显低(低至少50℃)的冷却温度(tf)下，热传递流体(60)在压力下被推入mlemat(89)的每个相邻emat(1)的每个穿孔矩阵层压磁芯(22)的带槽圆柱形孔口(39)的每个通孔(41、57)内。
148.本发明的mlemat(89)及其上面详述的变型提供了对上面的技术问题(c)的技术解决方案。该mlemat从单个位置对大而厚的移动导电结构(90)(例如冶金板(105))的线执行连续3d扫描，产生以高分辨率观察到的该结构的3d映射，包括提供表面和深入表面下不连续(2)的位置。它在高于1000℃的被检查材料(3)的高温下操作。
149.参考图12，可以看到如上所述根据本发明的多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)，其被配置用于自动调整在高于1000℃的铸造温度(ts)下在钢厂中连铸的钢板坯(105)的铸坯的动态软压下(dsr)的动态参数。钢板坯(105)的铸坯通过动态软压下装置(dsrd)被连续推动，以抑制在钢板坯(105)的铸坯内形成宏观偏析区和空隙区；从而动态补偿钢的凝固收缩并中断钢板坯(105)的中心糊状区(106)中残留熔化金属的吸入流率。
150.这种mlmat(89)耦合到动态软压下装置(dsrd)，其包括：i)动态3d映射系统(3dms)，产生钢板坯(105)的铸坯的动态3d映射(3dm)；ii)计算机dsr优化系统(dsrm)，基于动态3d映射(3dm)和连铸参数产生动态dsr优化参数(pcsd)；和iii)数字dsr激活器(asr)，基于由dsrm产生的pcsd动态调整动态软压下装置(dsrd)的dsr动作参数(pasd)。
151.这种多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)具有以下特征。mlemat(89)的每个激光emat(82a、82b、82)的每个emat(1a、1b、1)的hf电线圈(6a、6b、6)分别连接到动态3d映射系统(3dms)。它们向其传输由钢板坯(105)的被检查材料(3)局部面向每个emat(1a、1b、1)的正面区(110)上的材料涡流(14)在每个hf电线圈(6a、6b、6)中感应的次级超声波电信号(88a、88b、88)。dsr优化系统(dsrm)设置有模拟和数字处理装置(mdan)。mdan被配置为接收包括在穿过mlemat(89)的每个激光emat(82a、82b、82)中的每个hf电线圈(6)的多个次级超声波电流(19a、19b、19)。mdan还被配置为识别由被检查材料(3)面向每个激光emat(82a、82b、82)的局部有源部分(44a、44b、44)中的不连续(2)引起的每个激光emat(82a、82b、82)的每个次级超声波电信号(88a、88b、88)的变化和扰动，并以数字方式从中推导并产生该局部有源部分(44a、44b、44)的缺陷正面拓扑(dta、dtb、dt)。mdan还被配置为基于多个次级超声波电信号(88a、88b、88)的组合信号的组合和数字分析，在框架平面(95)的结构截面(92)
中面向检查环(100)的正面区(110)中，以数字方式组合缺陷正面拓扑(dta、dtb、dt)，并以数字方式产生钢板坯(105)的铸坯内部由mlemat(89)物理观察到的三维动态3d映射(3dm)。
152.如图10所示，冷却装置(58)产生热传递流体(60)的冷却流(59)，在压力下推入mlemat(89)的每个相邻emat(1)的每个穿孔矩阵层压磁芯(22)的带槽圆柱形孔口(39)的每个通孔(41、57)内；这在冷却温度(tf)明显低于(低至少50℃)有孔hf有源薄层(29)的磁性材料的居里温度(tc)下进行。
153.可以理解，由于该mlemat(89)，动态软压下装置(dsrd)的dsr动作参数(pasd)可以基于由mlemat(89)物理观察到的钢板坯(105)的铸坯的动态3d映射(3dm)以优化方式进行动态调整，这在高于1000℃的铸造温度(ts)下进行。
154.参考图12，显示了多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)的变型，用于自动调整动态软压下(dsr)的动态参数，这进一步允许在高于1000℃的铸造温度(ts)下对在钢厂中连铸的钢板坯(105)的铸坯进行动态次级冷却(dsc)。mlmat(89)耦合到动态次级冷却装置(dscd)，该动态次级冷却装置(dscd)进一步包括计算机dsc优化系统(dscm)，在框架平面(95)的结构截面(92)中，通过对mlemat(89)的每个激光emat(82a、82b、82)中的多个次级超声波电信号(88a、88b、88)的组合信号的组合和数字分析以及对铸造参数的分析，基于钢板坯(105)的铸坯的物理观察到的动态3d映射(3dm)产生动态次级冷却(dsc)的动态dsc优化参数(pcsc)。它还包括数字dsc激活器(asc)，基于由dscm产生的pcsc(这基于由mlemat(89)物理观察到的动态3d映射(3dm))，动态调整动态次级冷却(dsc)的钢水流速的dsc动作参数(pasc)。
155.本发明的自动调整dsr和/或dsc的mlemat(89)为上述技术问题(d)提供了技术解决方案。它确保基于观察到的钢板坯(105)的铸坯内部状态，自动调整在钢厂中钢板坯(105)的连铸坯的动态软压下(dsr)的dsr动作参数(pasd)和/或动态次级冷却(dsc)的dsc动作参数(pasc)。它连续供应观察到的钢板坯(105)的铸坯内部的动态3d映射(3dm)。它基于3d物理观察，以3d模式和观察方式连续定义熔化钢板坯(105)的铸坯的中心糊状区(106)的位置及其偏析缺陷，而不是简单地通过基于数学模型的理论算法的数值模拟预测来提供。它基于3d物理观察，精确检测观察到的钢板坯(105)铸坯的压下点的位置。它提高了在高于1000℃的温度下钢板坯(105)的连铸坯的动态软压下(dsr)和动态次级冷却(dsc)的参数的自动调整的准确性和可靠性。它使得可以减少在钢厂连铸过程中熔化钢板坯(105)流的结构的中心糊状区(106)中的偏析缺陷和空隙。
156.本发明的有益效果
157.本发明的用于dsr和dsc的mlemat(89)在钢铁工业中钢板坯的热铸坯的无损自动控制中提供了有价值的工业优势：
158.a.它可以在可能超过1200℃的钢板坯的铸坯的铸造温度下操作。
159.b.它可以以高达每秒1米的速度对钢板坯的铸坯进行连续3d映射。
160.c.它允许在钢流铸造和钢轧制之间直接过渡，而无需将钢板坯冷却至最高100℃以便使用普通仪器进行ndt。
161.d.它节省了通常用于在ndt之后和轧制钢之前在1200℃下重新加热钢板坯的气体。
162.e.它提供了从钢板坯的铸坯中连续观察到的3d映射，用于自动动态调整连铸设备
的参数。
163.f.它以高清晰度和可靠性持续识别钢板坯的铸坯中的不连续的所有类型(内部和表面)及其坐标。
164.g.它提高了生产钢板坯的标准化、质量控制和质量分级的准确性，提高了连铸的附加值。
165.h.它为连铸钢板坯的dsr和/或dsc动态参数提供自动精确实时调整。
166.i.它提供了对钢板坯中不连续的早期检测，并且它通过在时间、能源、材料和工作方面带来可观的节省，自动地允许它们根据它们的质量可以朝向先前生产过程定向。
167.j.它可以将铸钢机的性能和生产率提高7％或更多。
168.k.由于结构紧凑，无需对钢厂现有的铸造设备进行重大结构改动即可安装。
169.工业适用性
170.本发明在冶金工业中具有工业应用，特别是在钢铁工业中，用于在钢连铸生产线中在超过1000℃下钢板坯的热铸坯的dsr和/或dsc的质量测试和自动调整，以及用于冶金工业的半成品的质量控制。本发明在铁路行业也有工业应用，用于铁路钢轨的高速控制和轮对安装的控制。本发明还在石油和天然气工业、化学和核工业中具有工业应用，用于在危险和/或高温环境中对管道和管线、钻井装置和设备进行在线测试。
171.尽管本文仅说明和描述了本发明的某些特征，但是许多修改和变化对于本领域技术人员来说将变得显而易见。因此应当理解，所附权利要求旨在涵盖所有这些进入本发明的真实精神的修改和变化。

技术特征：
1.一种电磁声换能器(emat)(1)，用于检测导电的被检查材料(3)中的表面和内部不连续(2)，其特征在于，包括：a.至少一个磁体(4)或电磁体，配置为在所述被检查材料(3)中产生静态或准静态磁场(smf)；b.至少一个hf电线圈(6)，后者为这种类型：i.如果所述emat(1)在发射模式(em)中使用，则配置为发射hf电磁场(hfemf)的hf电磁发射器(9)，并且连接到至少一个交流电流的输出源(11)，以超声波频率驱动所述hf电线圈(6)中的hf交流电(ac)，
·
在所述被检查材料(3)的方向上感应出所述发射hf电磁场(hfemf)，
·
在所述被检查材料(3)的表面产生材料涡流(14)，
·
通过所述材料涡流(14)与所述静态磁场(smf)的相互作用和/或磁致伸缩，在所述被检查材料(3)中以超声波频率产生洛伦兹力(15)，
·
其扰动直接在所述被检查材料(3)中产生初级超声波(17)；ii.和/或，如果emat(1)在接收模式(rm)中使用，则配置为hf电磁接收器(18)，然后被超声波频率的次级超声波电信号(88)穿过，
·
通过所述发射hf电磁场(hfemf)产生，
·
由所述材料涡流(14)感应，所述材料涡流(14)是在超声波源的影响下，通过次级超声波(21)在所述被检查材料(3)的被检查表面(8)上产生的，与所述静态磁场(smf)相互作用，并且代表所述被检查材料(3)的所述表面和内部不连续(2)；c.至少一个穿孔矩阵层压磁芯(22)，配置为将所述发射hf电磁场(hfemf)集中和引导到所述被检查材料(3)的方向或来自所述被检查材料(3)；为包括夹层矩阵(23)的类型，i.由沿着矩阵轴线(25)周期性地堆叠的多个层压薄片(24)组成，这些薄片(24)定位在所述夹层矩阵(23)的两个主要矩阵面(26)之间，所述矩阵面平行于其堆叠平面(27),ii.具有多个相邻的横向边缘面(35)，所述横向边缘面基本上垂直于所述堆叠平面(27)和垂直于所述矩阵轴线(25)延伸；
·
一个横向边缘面，所述矩阵(23)的第一边缘面(36)，面向所述被检查材料(3)的所述被检查表面(8)，
·
另一个横向边缘面(35)，所述矩阵(23)的第二边缘面(37)，基本上位于所述第一边缘面(36)的对面，并且面向所述hf电线圈(6)；iii.所述矩阵(23)的每个层压薄片(24)
·
具有与所述矩阵(23)中的相邻薄片(24)相似的空间几何形状和横向尺寸；并且，
·
具有两个主要的横向片表面(32)，所述横向片表面平行于所述堆叠平面(27)；iv.其中，每个薄片(24)的组合的连续相邻外围边缘(33)构成所述矩阵(23)的带槽边缘表面(34)，所述带槽边缘表面围绕所述矩阵轴线(25)，并且，v.限定所述矩阵(23)的芯轴线(38)，所述芯轴线基本上连接所述第一边缘面(36)和所述第二边缘面(37)的中心；基本上垂直于所述矩阵轴线(25)定位；d.所述夹层矩阵(23)，所述夹层矩阵包括至少一个hf有源薄层(29)(或这种薄层组)的第一群组(28)，它们中的每一个i.彼此隔离，
ii.外部结合了导电材料；和/或在其外围边缘(33)上用导电层从外部覆盖，并且，iii.内部结合了铁磁或亚铁磁类型的磁性材料，并且具有居里温度(tc)；所述电磁声换能器(emat)(1)的特征组合在于：a.包括带槽圆柱形孔口(39)，所述带槽圆柱形孔口(39)i.穿过所述矩阵(23)的每个薄片(24)，沿着所述夹层矩阵(23)的孔口轴线(40)，所述孔口轴线基本上平行于所述矩阵轴线(25)并垂直于所述芯轴线(38)，并且，ii.在两个横向矩阵面(26)中的每一个上开口；b.包括多个磁性通孔(41)，所述多个磁性通孔(41)i.具有相似的横截面尺寸，ii.沿着基本上平行于所述被检查表面(8)的轴线穿孔通过并基本上位于所述矩阵(23)的多个有孔hf有源薄层(29)中的每一个的中心，iii.具有沿着所述矩阵(23)的所述孔口轴线(40)布置的通孔纵向包络(42)，其横向周边是连续闭合的，并且，iv.对齐，以通过其对齐形成所述带槽圆柱形孔口(39)；并且，c.包括多个闭合感应电流回路(43)，当所述emat(1)操作时，所述多个闭合感应电流回路i.由所述发射hf电磁场(hfemf)感应，所述发射hf电磁场(hfemf)由所述hf电线圈(6)中超声波频率的所述hf交流电(ac)发射，和/或由所述被检查材料(3)中超声波频率的材料涡流(14)发射，ii.位于所述穿孔矩阵层压磁芯(22)的每个hf有源薄层(29)外围的有源薄层表皮(48)内，iii.根据回路映射(lm)布置，所述回路映射(lm)限定所有感应电流回路(43)的拓扑结构和相对位置；d.每个hf有源薄层(29)中的每个磁性通孔(41)位于面向所述被检查表面(8)的所述第一边缘面(36)和面向所述hf电线圈(6)的所述第二边缘面(37)之间；e.所述带槽圆柱形孔口(39)的每个磁性通孔(41)内部没有任何硬质材料，特别是没有任何电导体穿过；f.所述回路映射(lm)在拓扑上是离散的，由彼此远离的hf有源薄层(29)(或这种hf有源薄层组)的感应电流回路(43)的多个离散部分组成；g.远离的感应电流回路(43)(或这种回路组)，i.在hf有源薄层(29)的所述外围边缘(33)上的所述有源层压表皮(48)内被感应，ii.每个都沿着平行于所述堆叠平面(27)且基本上垂直于所述被检查材料(3)的所述表面的回路的平面布置；iii.在其各自的hf有源薄层(29)之间基本上平行且彼此分开，iv.环绕其hf有源薄层(29)的磁性通孔(41)并绕其旋转；并且，a.位于两个相邻的hf有源薄层(29)(或组)之间的穿孔矩阵层压磁芯(22)及其表面的每个芯间隔切片(49)没有任何感应电流回路(43)；从而在所述穿孔矩阵层压磁芯(22)内出现组合和交互的双重物理效果：a.每个有孔hf有源薄层(29)的多个平行且拓扑离散的感应电流回路(43)中的每一个，
i.分别产生高频磁场，ii.分别和局部地增加面向所述hf有源薄层(29)的所述被检查表面(8)的窄局部有源部分(44)和hf电线圈(6)之间的离散和选择性高频磁耦合，并且，iii.参与所述emat(1)的高频磁阻的相互降低；b.所述矩阵(23)的每个hf有源薄层(29)中的每个磁性通孔(41)的内周(45)，i.在其hf有源薄层(29)的中心产生自由的导热和对流表面(46)，ii.产生内部热冷却效果，以消散由其特定hf有源薄层(29)的特定感应电流回路(43)产生的局部电能和热能的一部分，并且，iii.参与提高所述emat(1)的效率。2.根据权利要求1所述的电磁声换能器(emat)(1)，其特征在于，其中：a.所述矩阵(23)的每个有孔hf有源薄层(29)(或这种有源薄层组)以相邻的芯间距切片(49)的水平，通过由电绝缘材料制成的无源薄层(53)的第二群组(54)的至少一片与相邻的hf有源薄层分开；b.每个无源薄层(53)由间隔件通孔(57)穿孔，并且，c.每个无源薄层(53)被定位和配置为使得：i.所述矩阵(23)的hf有源薄层(29)的所述第一群组(28)中的所述磁性通孔(41)以及所述夹层矩阵(23)的无源薄层(53)的所述第二群组(54)的所述间隔件通孔(57)ii.平行于所述矩阵轴线(25)对齐，以通过其对齐及其组合形成所述带槽圆柱形孔口(39)；所述电磁声换能器(emat)(1)的特征组合在于：a.每个无源薄层(53)中的每个间隔件通孔(57)位于以下之间i.面向所述被检查材料(3)的所述第一边缘面(36)，和，ii.面向所述hf电线圈(6)的所述第二边缘面(37)；并且，b.其带槽圆柱形孔口(39)的每个间隔件通孔(57)，i.内部没有任何硬质材料，ii.并且特别是没有任何电导体穿过；从而所述矩阵(23)的每个无源薄层(53)中的每个间隔件通孔(57)的内周a.在所述无源薄层(53)的中心内部产生导热和对流表面(46)，b.其在所述间隔件通孔(57)中产生内部热冷却效果，以消散由相邻hf有源薄层(29)的所述感应电流回路(43)产生的电能和热能的一部分，并且参与提高所述emat(1)的效率。3.根据权利要求2所述的电磁声换能器(emat)(1)，其特征在于，对于至少一个无源薄层(53)并且优选地对于所有无源薄层，a.其外围的外围边缘(33)没有覆盖其表面的任何导电材料；b.以这种方式，所述穿孔矩阵层压磁芯(22)的所述带槽边缘表面(34)不是连续覆盖导电层和/或由导电层构成，相反，由交替的边缘和边缘组成，一方面由所述hf有源薄层(29)周围的导电环制成，另一方面由所述无源薄层(53)周围的绝缘环制成。4.根据权利要求1所述的电磁声换能器(emat)(1)，其特征在于，所述类型还包括：a.冷却装置(58)，所述冷却装置i.在冷却温度(tf)下产生热传递流体(60)的冷却流(59)，
ii.配置为使得所述冷却流(59)被迫使通过所述矩阵(23)的所述带槽圆柱形孔口(39)；所述电磁声换能器(emat)(1)的特征组合在于：a.所述冷却流(59)被配置为i.连续地通过所述第一群组(28)的至少一个磁性通孔(41)，或者，通过所述第二群组(54)的至少一个间隔件通孔(57)，ii.沿着每个连续的磁性通孔(41)和/或所述矩阵(23)的每个间隔件通孔(57)的所有孔壁表面(62)，ii.增加所述矩阵(23)的每个hf有源薄层(29)中的内部热冷却效果；其中的每一个都经受感应电流回路(43)和热消散；并且，b.所述冷却流(59)的冷却温度(tf)比每个有孔hf有源薄层(29)的所述磁性材料的特定居里温度(tc)低50℃以上。5.根据权利要求4所述的电磁声换能器(emat)(1)，其特征在于以下组合：a.所述穿孔矩阵层压磁芯(22)的至少一个(并且优选多个)薄片(24)i.被缓冲孔(63)刺穿，或者，设置有缓冲槽口(64)，其在平行于所述堆叠平面(27)的方向上穿过在其通孔(41、57))和面向所述被检查材料(3)的其第一边缘面(36)的部分之间形成的环形壁(65)，ii.在所述薄片(24)的所述通孔(41、57)和面向所述被检查材料(3)的所述第一边缘面(36)之间生成缓冲凹部(66)；并且，b.所述冷却装置(58)被配置为i.从流过所述通孔(41、57)的所述冷却流(59)中提取缓冲流体流(67)，ii.使提取的所述缓冲流体流(67)在压力下流过所述缓冲凹部(66)，iii.在所述穿孔矩阵层压磁芯(22)和所述被检查材料(3)之间在所述缓冲凹部(66)面向所述被检查材料(3)的水平处生成提升空气缓冲(70)，并且，iv.因此，将所述穿孔矩阵层压磁芯(22)以缓冲间隙(68)提升到所述被检查材料(3)上方。6.根据权利要求1所述的电磁声换能器(emat)(1)，其特征在于以下组合：a.位于所述矩阵面(26)上的两个外部薄片的两个外部片表面(35)由导电材料的导电覆盖层(69)构成或覆盖；b.横向尺寸类似于所述磁性通孔(41)的通孔穿孔通过两个导电覆盖层(69)中的每一个；c.所述矩阵(23)的多个薄片(24)和两个导电覆盖层(69)相对于彼此定位，使得其多个通孔对齐以连续地形成所述带槽圆柱形孔口(39)。7.根据权利要求1所述的电磁声换能器(emat)(1)，其特征在于以下组合：a.每个hf有源薄层(29)中的每个磁性通孔(41)的周边为矩形。8.根据权利要求7所述的电磁声换能器(emat)(1)，其特征在于以下组合：a.每个磁性通孔(41)的中心基本上位于其hf有源薄层(29)的重心；并且，b.每个磁性通孔(41)的周边基本上定位成距其hf有源薄层(29)的所述周边恒定的环距离(rd)；
c.以这种方式，每个hf有源薄层(29)都在拓扑上配置为矩形有源环(71)，通过在其周围产生的感应电流回路(43)的加热而进行热力学冷却。9.根据权利要求1所述的电磁声换能器(emat)(1)，其特征在于：a.所述穿孔矩阵层压磁芯(22)的所述第二边缘面(37)直接面向所述hf电线圈(6)，并且，b.没有磁体定位在一侧的所述矩阵(23)的所述第二边缘面(37)和另一侧的所述hf电线圈(6)之间。10.根据权利要求1所述的电磁声换能器(emat)(1)，其特征在于：a.位于所述矩阵(23)的所述第二边缘面(37)中并面向所述hf电线圈(6)的每个hf有源薄层(29)的每个面向电路边缘(72)的取向、节距、尺寸和形状；b.与包括依次面向这些面向电路边缘(72)中的每一个的所述hf电线圈(6)的导体部分(75)的取向、节距、尺寸和形状的几何参数一致且相关。11.根据权利要求10所述的电磁声换能器(emat)(1)，其特征在于，其中：a.所述hf电线圈(6)具有至少一个线性导体部分(73)；并且，b.所述线性导体部分(73)定位在所述面向电路边缘(72)附近并直接位于其上方，并且沿着平行于靠近hf有源薄层(29)的周边的该部分的轴线相切，所述hf有源薄层(29)位于所述矩阵(23)面向所述hf电线圈(6)的所述第二边缘面(37)中；所述电磁声换能器(emat)(1)的特征组合在于：所述线性导体部分(73)和所述穿孔矩阵层压磁芯(22)被配置为使得当所述emat(1)操作时，感应电流回路(43)a.在所述hf有源薄层(29)外围的所述有源薄层表皮(48)中被感应；b.围绕其磁性通孔(41)，c.从而这会在以下位置之间产生局部选择性hf磁耦合：i.在所述hf有源薄层(29)的所述周边上沿着其延伸的所述线性导体部分(73)中驱动的hf交流电(ac)，和，ii.在面向所述hf有源薄层的所述被检查表面(8)局部有源部分(44)中产生的所述材料涡流(14)。12.根据权利要求11所述的电磁声换能器(emat)(1)，其特征在于，其中：a.所述hf电线圈(6)是具有彼此平行且相邻的多个(至少两个)线性导体部分(73)的类型，例如曲折电路(74)，b.多个平行的线性导体部分(73)i.连续地定位在hf有源薄层(29)的面向电路边缘(72)的附近并且直接位于其上方，所述面向电路边缘位于所述矩阵(23)面向所述hf电线圈(6)的所述第二边缘面(37)中，并且，ii.配置为使得连续通过平行且相邻的线性导体部分(73)的所述hf交流电(ac)被定向在交替相反的方向上；c.至少一个导体hf磁通量回路(76)基本上垂直地围绕每个线性导体部分(73)并且基本上垂直地穿透面对其的hf有源薄层(29)内部；所述电磁声换能器(emat)(1)的特征在于，所述hf电线圈(6)的所述线性导体部分(73)和所述穿孔矩阵层压磁芯(22)被配置为使得当所述emat(1)处于发射模式(em)时：a.两个相邻的hf有源薄层(29)，由两个相邻的线性导体部分(73)覆盖，
b.在其有源薄层表皮(48)中由两个相邻的感应电流回路(43)穿过，每个感应电流回路都由围绕通过其磁性通孔(41)的孔口轴线(40)沿相反旋转方向(78)旋转的交变hf电流组成，一个沿顺时针方向旋转，另一个沿逆时针方向旋转。13.根据权利要求1所述的电磁声换能器(emat)(1)，其特征在于以下组合：a.其穿孔矩阵层压磁芯(22)的所述带槽圆柱形孔口(39)沿其孔口轴线(40)的孔口深度(od)，b.与所述emat(1)的至少一个hf电线圈(6)的第一横向尺寸(ftd)基本上相等且一致。14.根据权利要求1所述的电磁声换能器(emat)(1)，其特征在于以下组合：a.其穿孔矩阵层压磁芯(22)面向hf电线圈(6)的带槽第二边缘面(37)，b.在垂直于所述矩阵(23)的所述孔口轴线(40)的方向上具有横向尺寸，所述横向尺寸与所述emat(1)的至少一个hf电线圈(6)的第二横向尺寸(std)基本上相等且一致。15.根据权利要求1所述的电磁声换能器(emat)(1)，其特征在于以下组合：其穿孔矩阵层压磁芯(22)的所述穿孔薄片(24)的片几何尺寸和/或其穿孔矩阵层压磁芯(22)的组合几何尺寸被选择为：a.与所述发射hf电磁场(hfemf)的主要谐波的波长去相关，并且，b.防止其穿孔矩阵层压磁芯(22)在所述emat(1)操作的超声波频率下发生机械共振。16.根据权利要求1所述的电磁声换能器(emat)(1)，其特征在于以下组合：其穿孔矩阵层压磁芯(22)的穿孔薄片(24)的片几何尺寸(79)在emat(1)操作的超声波频率下：a.要么小于这些薄片(24)中产生的超声波的波长，b.要么基本上等于这些薄片(24)中产生的超声波的波长的奇数个四分之一。17.根据权利要求1所述的电磁声换能器(emat)(1)，其特征在于，为这种类型：所述穿孔矩阵层压磁芯(22)面向所述被检查材料(3)且平行于所述带槽圆柱形孔口(39)的所述带槽第一边缘面(36)被由电绝缘材料制成的绝缘层(81)覆盖或覆盖有所述绝缘层(81)；所述emat(1)的特征进一步在于所述绝缘层(81)的一侧a.面向所述带槽圆柱形孔口(39)布置，并且，b.在属于所述第一边缘面(36)的边缘上覆盖所述有孔hf有源薄层(29)的周边。18.一种激光emat探头(lemat)(82)，用于通过接收来自导电的被检查材料(3)的超声波信号来检查所述被检查材料(3)，其特征在于，包括以下组合：a.根据权利要求1至17中任一项所述的电磁声换能器(emat)(1)，i.配置为在接收模式(rm)中用于接收来自所述被检查材料(3)的超声波信号，ii.其hf电线圈(6)被配置为hf电磁接收器(18)，
·
由所述被检查材料(3)发射的发射hf电磁场(hfemf)感应，
·
由所述材料涡流(14)产生，所述材料涡流(14)通过次级超声波(21)在所述被检查材料(3)中产生，代表所述被检查材料(3)的所述表面和/或内部不连续(2)，并且，iii.其穿孔矩阵层压磁芯(22)
·
位于所述emat(1)的所述hf电线圈(6)和所述被检查材料(3)的局部表面之间，并且，
·
直接面向所述hf电线圈(6)；b.激光源(84)，所述激光源被配置用于：i.在所述被检查材料(3)的所述表面的目标点(86)处绘制高能激光束(85)，
ii.产生超声波，所述超声波生成在所述被检查材料(3)的表面和/或内部传播的初级超声波(17)，并且，iii.导致次级超声波(21)的产生，所述次级超声波(21)是由所述初级超声波(17)与所述被检查材料(3)上和/或内部的不连续(2)相互作用的回波引起的，在所述被检查材料(3)的表面和/或内部传播，iv.导致在所述被检查材料(3)的所述表面产生所述材料涡流(14)，其在所述emat(1)的所述磁体(4)发射的所述静态磁场(smf)的影响下由所述次级超声波(21)的机械振动引起，并且，v.导致所述被检查材料(3)的所述表面上存在的所述材料涡流(14)发射的发射hf电磁场hf(hfemf)的感应，代表所述被检查材料(3)的所述表面和内部不连续(2)的几何形状和位置；所述激光emat探头(lemat)(82)的特征在于：a.多个平行和远离的感应电流回路(43)，i.在激光源(84)的影响下，以所述被检查材料(3)的超声波频率由所述材料涡流(14)发射的所述发射hf电磁场(hfemf)感应，ii.在所述穿孔矩阵层压磁芯(22)的每个hf有源薄层(29)的所述外围边缘(33)上的所述有源薄层表皮(48)内；b.每个hf有源薄层(29)的这些感应电流回路(43)i.彼此间隔开，ii.每个都沿着平行于所述堆叠平面(27)并且基本上垂直于所述被检查材料(3)的所述表面的回路的平面布置；iii.围绕并绕着其hf有源薄层(29)的所述磁性通孔(41)旋转；iv.位于面向所述被检查材料(3)的所述第一边缘面(36)和面向所述hf电线圈(6)的所述第二边缘面(37)之间，并且v.基本上垂直于两个边缘面(36、37)定位；从而在所述穿孔矩阵层压磁芯(22)内出现组合和交互的双重物理效果：a.每个hf有源薄层(29)的多个平行且拓扑离散的感应电流回路(43)中的每一个，i.分别产生高频磁场，ii.分别局部地和离散地增加面向其hf有源薄层(29)的所述被检查表面(8)的窄局部有源部分(44)和所述hf电线圈(6)之间的高频磁耦合，并且，iii.使高频耦合均匀化，并且通过相互作用参与所述emat(1)的高频磁阻的整体降低，并提高所述emat的分辨率(1)；b.所述矩阵(23)的每个hf有源薄层(29)中的每个磁性通孔(41)的内周(45)，i.在其hf有源薄层(29)的中心处生成内部自由导热和对流表面(46)，并且，ii.产生内部热冷却效果，以消散由其特定hf有源薄层(29)的感应电流回路(43)产生的局部电能和热能的一部分，并且，iii.参与提高所述emat(1)的效率。19.一种多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)，用于检测移动圆柱形导电结构(90)内的表面和/或内部不连续(2)，其特征在于，包括以下组合：
a.要进行3d扫描的导电结构(90)，i.由导电的被检查材料(3)制成，ii.具有沿着结构轴线(91)产生的圆柱形结构，iii.具有基本上恒定的结构截面(92)；b.底盘框架(93)，i.被配置为以框架距离(fd)围绕所述导电结构(90)，ii.其框架平面(95)基本上垂直于所述导电结构(90)的所述结构轴线(91)；c.由至少两个根据权利要求18所述的激光emat探头(lemat)(82)制成的探头群组(96)，其中每个激光emat探头(lemat)(82)i.固定在底盘框架(93)上，并且，ii.定位和配置在这种位置，即其穿孔矩阵层压磁芯(22)的每个第一边缘面(36)面向所述导电结构(90)；d.位移装置(97)，所述位移装置被配置为i.使所述圆柱形导电结构(90)相对于所述底盘框架(93)线性移动，ii.沿着所述位移方向(md)，所述位移方向基本上与所述结构轴线(91)重合；所述多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)的特征在于：a.所述孔口回路(99)，i.由连接所述mlemat(89)的所述激光emat探头(lemat)(82)的每个相邻emat(1)的所述穿孔矩阵层压磁芯(22)的每个连续带槽圆柱形孔口(39)的中心的虚拟线构成，ii.环绕所述导电结构(90)。20.根据权利要求19所述的多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)，其特征在于，由所述激光emat探头(lemat)(82)制成的探头群组(96)附接到所述底盘框架(93)，定位并配置在这种位置，即：a.与每个相邻激光emat探头(lemat)(82)的所述穿孔矩阵叠层磁芯(22)相邻的面向所述被检查材料(3)的多个相邻第一边缘面(36)并置，基本上彼此相接；并且，b.构成基本上连续的带槽检查环(100)，所述带槽检查环(100)在所述导电结构(90)的靠近所述框架平面(95)的结构截面(92)中围绕并覆盖所述导电结构(90)的周边。21.一种根据权利要求19所述的多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)，其特征在于，为以下类型：a.每个mlemat(82)的激光源(84)由固定到所述框架平面(95)的光纤(101)组成，具有面向所述导电结构(90)的目标端(102)；并且，b.每根光纤(101)连接到激光发生器(103)；所述多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)的特征在于激光目标回路(104)，a.由连接所述mlemat(89)的每个相邻激光emat探头(lemat)(82)的目标端(102)的虚拟线构成，b.环绕所述导电结构(90)并且基本上平行于所述孔口回路(99)。22.根据权利要求19所述的多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)，用于检测冶金板坯(105)的表面和/或内部不连续(2)，其特征在于，其中：a.所述导电结构(90)为能够相对于所述mlemat(89)移动的圆柱形冶金板坯(105)；
所述多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)的特征在于：a.由连接所述mlemat(89)的所述激光emat探头(lemat)(82)的每个相邻emat(1)的所述穿孔矩阵层压磁芯(22)的每个连续带槽圆柱形孔口(39)的中心的虚拟线构成的所述孔口回路(99)环绕可移动的所述圆柱形冶金板坯(105)。23.根据权利要求22所述的多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)，用于检测钢板坯(105)的表面和/或内部不连续(2)，其特征在于，为以下类型：a.所述导电结构(90)是在高于1000℃的铸造温度(ts)下在钢厂中连铸的钢板坯(105)的移动圆柱形铸坯，并且，b.所述mlemat(89)的每个相邻emat(1)的每个穿孔矩阵层压磁芯(22)的有孔hf有源薄层(29)由磁性材料制成，例如铁磁或亚铁磁类型，其居里温度(tc)低于铸造温度(ts)；所述多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)的特征组合在于，所述mlemat(89)的每个相邻emat(1)的每个穿孔矩阵层压磁芯(22)的每个带槽圆柱形孔口(39)连接到冷却装置(58)，所述冷却装置产生热传递流体(60)的冷却流(59)，所述热传递流体a.在压力下被推入所述mlemat(89)的每个相邻emat(1)的每个穿孔矩阵层压磁芯(22)的所述带槽圆柱形孔口(39)的每个通孔(41、57)内；b.在比有孔hf有源薄层(29)的磁性材料的居里温度(tc)低50℃以上的冷却温度(tf)下。24.根据权利要求23所述的多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)，用于自动调整在高于1000℃的铸造温度(ts)下在钢厂中连铸的钢板坯(105)的铸坯的动态软压下(dsr)的动态参数，其特征在于，为以下类型：a.所述钢板坯(105)的铸坯通过动态软压下装置(dsrd)被连续推动，以抑制在所述钢板坯(105)的铸坯内形成宏观偏析区和空隙区，从而动态补偿钢的凝固收缩并中断所述中心糊状区(106)中残留熔化金属的吸入流率；b.所述mlmat(89)耦合到所述动态软压下装置(dsrd)，其包括：i)动态3d映射系统(3dms)，产生所述钢板坯(105)的铸坯的动态3d映射(3dm)；ii)计算机dsr优化系统(dsrm)，基于所述动态3d映射(3dm)和连铸参数产生动态dsr优化参数(pcsd)；和c.数字dsr激活器(asr)，基于由所述dsrm产生的所述pcsd动态调整所述动态软压下装置(dsrd)的dsr动作参数(pasd)；所述多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)的特征组合在于：a.所述mlemat(89)的每个激光emat(82a、82b、82)的每个emat(1a、1b、1)的所述hf电线圈(6a、6b、6)分别连接到所述动态3d映射系统(3dms)，并且向其传输由所述钢板坯(105)的所述被检查材料(3)局部面向每个emat(1a、1b、1)的正面区(110)上的所述材料涡流(14)在每个hf电线圈(6a、6b、6)中感应的次级超声波电信号(88a、88b、88)；b.所述dsr优化系统(dsrm)设置有模拟和数字处理装置(mdan)，其被配置用于i.接收包括在穿过所述mlemat(89)的每个激光emat(82a、82b、82)中的每个hf电线圈(6)的次级超声波电流(19a、19b、19)中的多个次级超声波电信号(88a、88b、88)，并且，ii.识别由所述被检查材料(3)面向每个激光emat(82a、82b、82)的局部有源部分(44a、44b、44)中的不连续(2)引起的每个激光emat(82a、82b、82)的每个次级超声波电信号(88a、
88b、88)的变化和扰动，并以数字方式从中推导并产生所述局部有源部分(44a、44b、44)的缺陷正面拓扑(dta、dtb、dt)，并且，iii.基于多个次级超声波电信号(88a、88b、88)的组合信号的组合和数字分析，在所述框架平面(95)的所述结构截面(92)中面向检查环(100)的正面区(110)中，以数字方式组合所述缺陷正面拓扑(dta、dtb、dt)，并以数字方式产生所述钢板坯(105)的铸坯内部由所述mlemat(89)物理观察到的三维动态3d映射(3dm)；并且，c.所述冷却装置(58)产生热传递流体(60)的冷却流(59)，所述热传递流体i.在压力下推入所述mlemat(89)的每个相邻emat(1)的每个穿孔矩阵层压磁芯(22)的所述带槽圆柱形孔口(39)的每个通孔(41、57)内；ii.在比有孔hf有源薄层(29)的所述磁性材料的居里温度(tc)明显低(低至少50℃)的冷却温度(tf)下；d.从而所述动态软压下装置(dsrd)的dsr动作参数(pasd)能够基于由所述mlemat(89)物理观察到的钢板坯(105)的铸坯的动态3d映射(3dm)以优化方式进行动态和自动调整，这在高于1000℃的铸造温度(ts)下进行。25.根据权利要求24所述的多激光emat 3d扫描仪(mlemat)(89)，用于自动调整动态软压下(dsr)的动态参数，这进一步允许在高于1000℃的铸造温度(ts)下对在钢厂中的钢板坯(105)的铸坯进行动态次级冷却(dsc)，其特征在于所述mlemat(89)耦合到动态次级冷却装置(dscd)，所述动态次级冷却装置(dscd)进一步包括：a.计算机dsc优化系统(dscm)，基于以下，产生动态dsc优化参数(pcsc)i.在所述框架平面(95)的所述结构截面(92)中，通过对所述mlemat(89)的每个激光emat(82a、82b、82)中的多个次级超声波电信号(88a、88b、88)的组合信号的组合和数字分析，基于所述钢板坯(105)的铸坯的物理观察到的动态3d映射(3dm)，ii.以及基于铸造参数；b.数字dsc激活器(asc)，基于由所述dsc优化系统(dscm)产生的所述pcsc，动态调整所述动态次级冷却(dsc)的钢水流速的所述动态次级冷却(dsc)的dsc动作参数(pasc)，所述pcsc是基于由所述mlemat(89)物理观察到的动态3d映射(3dm)。

技术总结
一种用于在高温下检测厚导电结构(90)中的表面和内部不连续(2)的EMAT系统(1)，包括产生静态磁场(SMF)的磁体(4)和用于在材料(14)中感应涡流或被涡流感应的HF电线圈(6)。它包括放置在HF电线圈(6)和被检查材料(3)之间的穿孔矩阵层压磁芯(22)，该穿孔矩阵层压磁芯由多个结合了铁磁材料的有孔HF有源薄层(29)和有孔绝缘无源薄层(53)组成。穿过每个层板(29、53)钻出通孔(41、57)并形成带槽圆柱形孔口(39)。平行感应电流回路(43)环绕HF有源薄层(29)的每个磁性通孔(41)。冷却装置(58)迫使热传递流体(60)通过带槽圆柱形孔口(39)。传递流体(60)通过带槽圆柱形孔口(39)。传递流体(60)通过带槽圆柱形孔口(39)。


技术研发人员：阿列克谢
受保护的技术使用者：斯泰尔玛有限公司
技术研发日：2021.10.13
技术公布日：2023/7/12