一種便於拆解的電磁感應線圈及其製造工裝與製造方法
2023-07-22 12:53:31
專利名稱：一種便於拆解的電磁感應線圈及其製造工裝與製造方法
技術領域：
本發明涉及一種便於拆解的電磁感應線圈，方便應用於鐵芯材料缺陷的無損電磁檢測。
背景技術：
鐵磁材料缺陷的無損電磁檢測常常採用主磁通檢測法、漏磁場檢測法、磁阻檢測法和磁導率檢測法等多種方法。綜合這些方法一般是採用磁化器(電磁鐵)產生交變磁場並作用於被測件。當被測材料因缺陷等引起磁場參數(磁通、漏磁、磁阻、 磁導率等)發生變化。感應器(感應線圈、磁粉、錄磁、霍爾元件、磁通門等等)測量磁場 參數的變化量並與磁場參數缺陷特徵比較，實現缺陷檢測。無損電磁檢測用線圈研究一直受到科技工作者的重視。例如德國湯姆遜-布朗特公司設計了一種具有鐵心和在基層上作為導線設置的線圈。該線圈通過各基層形成I匝導線，其始端和末端各自在基層外緣上的一個或多個突起部上冒出。從突起部伸出一鐵心，在該鐵心上基層的匝相互之間相連接。通過適當的尺寸選擇，可將表層效應產生的損失及渦流損失保持為非常低。英國斯特拉工程有限公司設計多個線圈的空間布置，從而消除局部放電，減少無線電頻率探測系統的電幹擾。日本TDK株式會社發明的線圈從增強線端子部機械強度入手，設計了一種耐衝擊性和耐振動的線圈裝置。日本阿爾卑斯電氣株式會社發明了一種利用從卷繞部中引出的導線，形成剛性好、容易卷繞的線圈。日本電裝株式會社發明了防止纏繞坍塌的電磁線圈。日本勝美達集團株式會社發明了一種可撓性線圈。在鐵磁材料缺陷的無損電磁檢測中，由於被檢測件常常需要穿過勵磁線圈或(和)感應線圈，而傳統線圈又通常是不便拆解的，因此，這種檢測系統常常需要將被檢測件從其原來設備上拆卸下來，再傳入特製感應線圈中進行檢測，操作十分不便。專利「開合式電磁線圈」(中國專利號03209515. 5)公開了一種開合式電磁線圈，它包括能圍合成線圈的左爪和右爪。左爪的頭部與所述右爪的頭部通過夾緊裝置連接。左爪和右爪的根部分別設置有集流環。集流環連接於開合裝置上。由於該設計採用集流環來建立纏繞在左右爪上的導線的連結，因此該設計採用氣動裝置提供加持力，因此系統結構複雜，對於小型長圓工件的檢測並不適用。
發明內容
本發明的目的是提供一種結構簡單，方便拆解的電磁感應線圈，用以解決現有開合式線圈結構複雜，不適合小型元件檢測的問題。另外，本發明還提供了一種製造工裝和製造方法，製造工裝是一種焊接導線用的焊接輔助座。為實現上述目的，本發明的線圈方案是一種便於拆解的電磁感應線圈，該線圈包括第一瓦形骨架和與用於與第一瓦形骨架對應扣接的第二瓦形骨架，兩瓦形骨架具有用於對扣形成線圈中心孔的凹陷部，兩瓦形骨架的扣接面上對應設有用於在兩瓦形骨架扣接時相互插配的電連接器，每個瓦形骨架上設有一組導線段，導向段的各端子與所在瓦形骨架的電連接器的各端子分別對應連接，以使在兩瓦形骨架扣接時，所述導線段形成螺線圈。所述兩瓦形骨架的橫截面為方拱形、圓拱形或其他拱形。所述第一瓦形骨架扣接面上的電連接器為插針，所述第二瓦形骨架扣接面上的電連接器為插孔；或者所述第一瓦形骨架扣接面上的電連接器為插孔，所述第二瓦形骨架扣接面上的電連接器為插針。所述兩瓦形骨架的外周面上均設有保護導線段的保護蓋，保護蓋與瓦形骨架的外周面之間填充有用於固定和保護導線段的填充物。所述導線段的導線為絕緣導線。每組導線段包括至少一層絕緣導線，兩層以上的絕緣導線疊繞設置。 本發明的製造工裝方案是一種電磁感應線圈的製造工裝，所述工裝包括一塊座體，座體一側的中部具有用於與電磁感應線圈瓦形骨架的凹陷部相適配的凸起部，凸起部兩側設有用於與電連接器相適配的孔。所述孔周圍設有可調壓緊結構。所述可調壓緊結構為壓簧片和調節螺釘。本發明的製造方法方案是一種電磁感應線圈的製造方法，首先，計算繞設在瓦形骨架上的導線段長度；然後將電連接器固定在所述孔中，並將計算好長度的導線段與電連接器上的各端子對應焊接；最後將焊接了導線段的電連接器與瓦形骨架裝配在一起。本發明提供了一個分體式線圈，由兩瓦形骨架扣接而成，扣接面上對應安裝電連接器，並根據兩瓦形骨架上的繞線方式，在扣接在一起時，使導線段形成完整的螺線圈。所以本發明實現了測量裝配的便利性，由於採用插頭插座(電連接器)形式，強化了兩半部分導線段的電氣連接，提高了可靠性，同時也使得線圈在一定範圍內適應不同結構尺寸的被測工件。
圖I是帶插頭的線圈組件示意圖；圖2是剖開保護套的帶插頭線圈組件示意圖；圖3是帶插座的線圈組件示意圖；圖4是方形線圈組件示意圖；圖5是導線段長度計算模型圖；圖6是圓形線圈的焊接輔助座示意圖；圖7是導線段與插頭(插座)的連接示意圖；圖8是導線段與插座(插頭)的連接示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。線圈實施例圖I-圖3所示為檢測橫截面為圓拱形的電磁感應線圈的實例，適用於圓柱形的待檢測元件。整個線圈由帶插頭的線圈組件(圖I、圖2)與帶插座的線圈組件(圖3)扣接而成。如圖I、圖2、圖3，帶插頭的線圈組件該線圈包括第一瓦形骨架1，帶插座的線圈組件包括第二瓦形骨架6，兩瓦形骨架具有用於放置待檢測元件的凹陷部；兩瓦形骨架的扣接面上分別設有插頭2與插座7，第一瓦形骨架I上繞設有一組繞線段3，外周面上均設有保護導線段的保護蓋4，保護蓋4與導線段3之間填充有用於固定和保護導線段3的填充物，4a為填充孔，插頭2上的各連接端子與導線段3的各端頭對應連接。第一瓦形骨架I上具有與帶插座的線圈組件進行結合的鎖扣孔lb。填充物是在組件組裝好後，通過保護蓋4上的孔4a填充，可採用發泡膠等作為填充，以固定導線段3。
帶插座的線圈組件包括第二瓦形骨架6，第二瓦形骨架6上也繞設有一組繞線段(圖中未畫出)，外周面上均設有保護導線段的保護蓋40，保護蓋40與導線段之間也填充有填充物，插座7上的各連接端子與第二瓦形骨架6上的導線段的各端頭對應連接。第二瓦形骨架6具有與帶插頭的線圈組件進行結合的鎖扣6a，緊固插座7與第二瓦形骨架6的螺釘螺母5。保護蓋4、40由絕緣材料製成，是對線圈進行包裹的蓋，主要作用是防止碰刮導線、防塵、防水等。兩瓦形骨架扣接時，它們的兩組導線段對應連接形成一個螺線圈。帶插頭的線圈組件與帶插座的線圈組件分別從被檢測件的兩側相對插接，包圍被檢測件，構成一個感應線圈，將線圈引出線與檢測儀器連接，進行檢測。導線段均為絕緣導線，如圖所示，與電連接器(插頭、插座)對應，分為4層疊繞。導線段之間的連接關係如圖7和圖8所示。帶插座的線圈組件如圖7所示，Ia連I A;lb連I
B ; Ic 連 I C......2a 連 IIA ;2b 連 IIB ;2c 連 IIC......3a 連 IIIA ;3b 連 IIIB ;3c 連 IIIC......
依次類推。焊接帶插頭的線圈組件時，應按照圖8所示的連接方式焊接。一個引出線連接插頭2的金屬端子Ia上，另一個引出線連接到插頭2的金屬端子IVA上，然後用導線按如下連接方式連接插頭2的相應金屬端子Ib連I A，lc連I B，Id連I C，按此規律連接，直至Iv連I U，然後，2v連I V，接著，2u連II V，2t連II U，2s連II T，按此規律連接，直至2a連II B，3a連II A，3b連IIIA，3c連IIIB，3d連IIIC……按上述方法連接其他金屬端子。當兩個線圈組件上都有引出線的出線孔時，也可將帶插座的線圈組件按圖8所示規律焊接，將帶插頭的線圈按圖7所示規律焊接。製造工裝實施例製造工裝，即一種專用的焊接輔助工裝，如圖6所示。接輔助座包括一塊座體8，座體一側的中部具有用於與瓦形骨架的凹陷部分相適配的凸起部，凸起部兩側設有用於固定扣接面上的插頭或插座的孔8a ;孔8a周圍設有可調壓緊結構，即壓簧片9和調節螺釘10。其中座體的關鍵結構尺寸如圖6中的rl、u和V等，應與線圈組件中的第一瓦形骨架I和第二瓦形骨架6對應尺寸一致。焊接前，先將插頭或插座放入焊接輔助座的座體8上的孔8a內，將壓緊簧片9旋轉直至壓緊插頭或插座，然後焊接導線段。製造方法實施例一個線圈的製作具體製作過程如下I)剝剪導線段並計算長度將成盤鍍錫導線裝剝剪成導線段，可採用手工方式也可在自動剝線機上剪剝。導線段長度根據感應線圈的規格型號及接插件的結構尺寸計算。計算導線長度時可按圖5所示的模型圖進行計算。圖5中r為線圈組件瓦形骨架I或6圓弧部分的內徑，t為瓦形骨架I或6圓弧部分的厚度，p為組件中插頭或插座最靠裡一排插針中心到瓦形骨架I或6圓弧部分外表面的距離，m為插頭或插座相鄰兩排插針的間距，q為插針中插接導線段3的孔底面到組件結合面的距離，則最靠裡側一排導線段的長度11為
「咖1,,Mr —t —p),
L0041J Il =-- — 2n = TIr — t — p i — 2q
2 ' .,從裡側數第二排導線段的長度12為
r n , 2-rffr +1 + p -m)
r004^1 I "if — '^ ^f,y, _j_ 會 _|_
LW * ^」糞\ I ;^^ Ilfj
2從裡側數第三排導線段的長度13為
2*T(r — : — p — 2ni—、,,13 = —----:— 2(| = Ti t p — 2 f i) — 2f—般地，從裡側數第n排導線段的長度為「 ^ 4tr[r ^ t + p + (n — i)m]
L0047」 In = _____________ _ 2f| = Ir + t - p - i, n — IjiiiJ — 2q
2各種長度導線的數量應按照插頭和插座的金屬端子數進行配置。2)浸焊料用電爐將焊料加熱至完全溶化狀態，加入適量松香並去除氧化部分，然後將導線段芯線裸露部分對齊，蘸助焊劑後垂直浸入焊料中3_左右深度，浸入2s左右後取出，要求浸焊料部分圓潤光亮。更換導線段另一端，用同樣方法浸焊料。3)連接導線與插頭插座將插頭、插座放置在焊接輔助座(製造工裝)凸起部兩端，用可調壓緊結構壓緊固定，將浸過焊料的導線段分別焊接在插頭、插座的各端子上。4)裝配感應線圈組件先將引出線穿過瓦形骨架上的出線孔，然後將焊接了導線段3的插頭或插座放入瓦形骨架I或6相應位置，再用螺釘螺母5將瓦形骨架I或6與插頭或插座緊固，蓋上保護蓋4、40，保護蓋4、40與瓦形骨架I或6的連接也可採用鎖扣結構連接。最後用發泡膠從保護蓋的填充孔注入組件內。5)結合為線圈將帶有插頭的線圈組件與帶插座的線圈組件相對插接，形成感應線圈。
權利要求
1.一種便於拆解的電磁感應線圈，其特徵在幹，該線圈包括第一瓦形骨架和與用幹與第一瓦形骨架對應扣接的第二瓦形骨架，兩瓦形骨架具有用於對扣形成線圈中心孔的凹陷部，兩瓦形骨架的扣接面上對應設有用於在兩瓦形骨架扣接時相互插配的電連接器，每個瓦形骨架上設有ー組導線段，導向段的各端子與所在瓦形骨架的電連接器的各端子分別對應連接，以使在兩瓦形骨架扣接時，所述導線段形成螺線圏。
2.根據權利要求I所述的ー種便於拆解的電磁感應線圈，其特徵在於，所述兩瓦形骨架的橫截面為方拱形、圓拱形或其他拱形。
3.根據權利要求I所述的ー種便於拆解的電磁感應線圈，其特徵在於，所述第一瓦形骨架扣接面上的電連接器為插針，所述第二瓦形骨架扣接面上的電連接器為插孔；或者所述第一瓦形骨架扣接面上的電連接器為插孔，所述第二瓦形骨架扣接面上的電連接器為插針。
4.根據權利要求I所述的ー種便於拆解的電磁感應線圈，其特徵在於，所述兩瓦形骨架的外周面上均設有保護導線段的保護蓋，保護蓋與瓦形骨架的外周面之間填充有用於固定和保護導線段的填充物。
5.根據權利要求4所述的ー種便於拆解的電磁感應線圈，其特徵在於，所述導線段的導線為絕緣導線。
6.根據權利要求5所述的ー種便於拆解的電磁感應線圈，其特徵在於，每組導線段包括至少ー層絕緣導線，兩層以上的絕緣導線疊繞設置。
7.一種製造如權利要求I所述的電磁感應線圈的製造エ裝，其特徵在於，所述エ裝包括ー塊座體，座體ー側的中部具有用幹與電磁感應線圈瓦形骨架的凹陷部相適配的凸起部，凸起部兩側設有用幹與電連接器相適配的孔。
8.根據權利要求7所述的製造エ裝，其特徵在於，所述孔周圍設有可調壓緊結構。
9.根據權利要求8所述的製造エ裝，其特徵在幹，所述可調壓緊結構為壓簧片和調節螺釘。
10.利用權利要求7所述エ裝製造電磁感應線圈的方法，其特徵在於，首先，計算繞設在瓦形骨架上的導線段長度；然後將電連接器固定在所述孔中，並將計算好長度的導線段與電連接器上的各端子對應焊接；最後將焊接了導線段的電連接器與瓦形骨架裝配在一起。
全文摘要
本發明涉及一種便於拆解的電磁感應線圈及其製造工裝與製造方法，該線圈包括第一瓦形骨架和與用於與第一瓦形骨架對應扣接的第二瓦形骨架，兩瓦形骨架具有用於對扣形成線圈中心孔的凹陷部，兩瓦形骨架的扣接面上對應設有用於在兩瓦形骨架扣接時相互插配的電連接器，每個瓦形骨架上設有一組導線段，導向段的各端子與所在瓦形骨架的電連接器的各端子分別對應連接，以使在兩瓦形骨架扣接時，所述導線段形成螺線圈。本發明實現了測量裝配的便利性，由於採用插頭插座(電連接器)形式，強化了兩半部分導線段的電氣連接，提高了可靠性。
文檔編號H01F5/00GK102693809SQ20121000098
公開日2012年9月26日 申請日期2012年1月4日 優先權日2012年1月4日
發明者周志立, 尚振東, 楊建璽, 胡志剛, 蔡海潮 申請人:河南科技大學