一種旋轉磁場渦流檢測探頭的製作方法
2023-12-09 20:13:21 4
一種旋轉磁場渦流檢測探頭的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種旋轉磁場渦流檢測探頭，所述渦流檢測探頭由兩種渦流探頭陣列組成，每種渦流探頭陣列各自沿圓周向排列；第一種渦流探頭陣列中包含多個激勵線圈和多個檢測線圈，所有的激勵線圈被分為三組；第二種渦流探頭陣列中的每個單元為長方體結構，長方體外面相互垂直繞制兩組激勵線圈；兩種渦流探頭陣列之間由可以彎曲的彈性連接裝置相連接；檢測線圈位於激勵線圈底部，如果旋轉磁場遇到被測物中的缺陷，磁場運動將發生改變，變化後的磁場可以被檢測線圈檢測到；本發明給渦流探頭陣列激勵線圈提供多相激勵，產生旋轉磁場，來增加對不同方向缺陷檢測的靈敏度，在沒有機械運動的情況下，達到增強掃描速度和掃描精度的目的。
【專利說明】一種旋轉磁場渦流檢測探頭
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種無損檢測探頭，特別是涉及一種導體材料表面缺陷檢測的旋轉磁場渦流檢測探頭。
【背景技術】
[0002]隨著安全意識與要求的提高，對生產設備金屬部件完整性檢測的需求越來越多。渦流檢測是一種使用很廣泛的無損檢測技術，主要用來檢測導電材料表面的裂紋或缺陷。工作原理遵循電磁感應原理，當通有交變電流的激勵線圈靠近導體材料時，將在導體材料中產生交變磁場，稱為一次磁場，同時該交變磁場在導體表面感應出潤電流。導體中的潤電流也會產生磁場，稱為二次磁場。導體結構表面如果存在裂紋等缺陷，將會引起渦電流的變化，從而使渦電流所產生的二次磁場也發生變化，導致檢測線圈所感測電信號發生變化。據此就可以判斷導體材料表面缺陷的存在。為了評估設備結構安全狀況，要求獲得導電管道內表面裂紋缺陷的數量、位置和形狀等信息。
[0003]渦流檢測所使用的傳感器包括扁平線圈探頭、plus point探頭等，已經在各種金屬缺陷檢測中得到廣泛應用。但使用傳統類型的探頭，由於探頭所感應的渦電流不容易滲透到導體內部，很難確定裂紋尺寸、位置、深度和寬度等重要信息。一般探頭只適於檢測管道某個方向的裂紋缺陷，且費時費力。實際情況中，管道內表面裂紋往往在多個方向上出現，如果不能準確判斷裂紋的數目、各自走向及形狀，可能導致嚴重的安全事故。繞線筒線圈探頭長久以來是管道缺陷的主要無損檢測工具。繞線筒線圈引起的渦流沿圓周方向流動，因為產生的渦電流與裂紋平行，不受圓周方向裂紋的影響，所以不能檢測圓周向裂紋。需要開發利用多線圈旋轉或陣列結構的高解析度檢測技術來補償繞線筒線圈的不足。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種檢測導體材料表面是否有裂紋的旋轉磁場渦流檢測探頭。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:
一種旋轉磁場渦流檢測探頭，所述旋轉磁場渦流檢測探頭由渦流探頭陣列一和渦流探頭陣列二組成；
所述的渦流探頭陣列一和渦流探頭陣列二各自沿圓周向排列；
所述的渦流探頭陣列一包含多個激勵線圈和多個檢測線圈，所有的激勵線圈 被分為三組；
所述的渦流探頭陣列二中的每個單元為長方體結構，長方體外面相互垂直繞 制兩組激勵線圈；
所述的渦流探頭陣列一和渦流探頭陣列二之間由可彎曲的彈性連接裝置相 連接；
所述的檢測線圈位於激勵線圈底部。[0006]本發明的有益效果是:本發明可多方位檢測導體材料表面裂紋等缺陷，並確定裂紋尺寸、位置、深度和寬度等重要信息。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為本發明檢測導電管道內表面裂紋的示意圖；
圖2為圖1從1A-1A方向的剖面圖；
圖3為圖1從1B-1B方向的剖面圖；
圖4為傳感器二的結構圖；
圖5為激勵線圈一和檢測線圈一的線圈陣列在被檢測管道內壁產生的旋轉磁場示意
圖；
圖6為傳感器二的線圈陣列在探頭下方被檢測管道內壁產生的多個旋轉磁場示意圖。【具體實施方式】
[0008]為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合圖示與具體實施例，進一步闡述本發明。
[0009]如圖1所示，一種旋轉磁場渦流檢測探頭由渦流探頭陣列一和渦流探頭陣列二組成。渦流探頭陣列一由九個相同傳感器一(100)組成，每個傳感器一(100)包括激勵線圈一(101)和檢測線圈一(102)。渦流探頭陣列二由六個相同傳感器二(103)組成，每個傳感器二(103)包括長方體外面垂直繞制的激勵線圈二(104)、激勵線圈三(105)，檢測線圈二(106)位於激勵線圈二(104)的底部。渦流探頭陣列一與渦流探頭陣列二之間有連接裝置(109)，該連接裝置(109)為有彈性可以彎曲的材料製成，使本發明適用於彎曲管道檢測。探頭伸縮裝置(108 )可根據被檢測管道(110)的直徑而調節伸縮，使傳感器一(100 )和傳感器二(103)表面與被檢測管道(110)內表面緊密接觸，減小提離幹擾。探頭最前端的圓頭防護罩(107)，能減小旋轉磁場渦流檢測探頭沿方向(111)前進時的阻力並對探頭起保護作用。
[0010]如圖2所示，傳感器一(100)包括激勵線圈一(101)和檢測線圈一(102)，激勵線圈一(101)和檢測線圈一(102)並列繞制於基座(112)，基座(112)與伸縮裝置(108)連接。圍繞圓周的傳感器一(100)共九個，其中相鄰三個為一組，共三組，每組激勵線圈一(101)上施加的正弦交流電頻率相同、相位上相差120度，這樣將在圓周方向產生旋轉磁場。
[0011]如圖3所示，傳感器二(103)沿徑向繞制有激勵線圈二(104)，沿圓周向繞制有激勵線圈三(105)，檢測線圈二(106)位於激勵線圈二(104)的底部，伸縮裝置(108)連接傳感器二(103)。
[0012]如圖4所示,激勵線圈二(104)與激勵線圈三(105)相互垂直,檢測線圈二( 106)位於激勵線圈二(104)和激勵線圈三(105)的底部。激勵線圈二(104)和激勵線圈三(105)所施加的激勵電流頻率相同、相位相差90度，將在傳感器二(103)底部，即待檢測圓柱體表面產生旋轉磁場。
[0013]如圖5所示，旋轉磁場渦流檢測探頭在被檢測管道(110)內沿方向(111)移動。傳感器一(100)裝置共九個，其中相鄰3個為一組，共三組，在每組激勵線圈上施加在相位上相差120度的正弦交流電，這樣在圓周向產生旋轉磁場(112 )。
[0014]如圖6所示，激勵線圈二(104)與激勵線圈三(105)相互垂直。檢測線圈二(106)位於激勵線圈二( 104)和激勵線圈三(105)的底部。給激勵線圈二( 104)和激勵線圈三(105)施加相位相差90度的激勵電流，將在探頭底部，即待檢測圓柱體表面產生旋轉磁場(113)。
[0015]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【權利要求】
1.一種旋轉磁場渦流檢測探頭，其特徵在於:所述旋轉磁場渦流檢測探頭由渦流探頭陣列一和渦流探頭陣列二組成。
2.如權利要求1所述的旋轉磁場渦流檢測探頭，其特徵在於:所述的渦流探頭陣列一和渦流探頭陣列二各自沿圓周向排列。
3.如權利要求1或2所述的旋轉磁場渦流檢測探頭，其特徵在於:所述的渦流探頭陣列一包含多個激勵線圈和多個檢測線圈，所有的激勵線圈被分為三組。
4.如權利要求1或2所述的旋轉磁場渦流檢測探頭，其特徵在於:所述的渦流探頭陣列二中的每個單元為長方體結構，長方體外面相互垂直繞制兩組激勵線圈。
5.如權利要求1或2所述的旋轉磁場渦流檢測探頭，其特徵在於:所述的渦流探頭陣列一和渦流探頭陣列二之間由可彎曲的彈性連接裝置相連接。
6.如權3所述的旋轉磁場渦流檢測探頭，其特徵在於:所述的檢測線圈位於激勵線圈底部。
【文檔編號】G01N27/90GK103487503SQ201310447635
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2013年9月26日
【發明者】張思全, 劉雨, 尹暢, 齊川 申請人:上海海事大學