磁敏相控陣探測組件及方法與流程

2023-04-30 19:20:07 2

本發明涉及無損檢測技術領域，具體為磁敏相控陣探測組件及方法。

背景技術：

磁敏探測組件是已知的並用在許多不同應用中。磁敏探測組件用來例如檢查測試物體並且探測或鑑別測試物體的特性，例如，腐蝕、空洞、包含物、長度、厚度等。通常使用單個或單組探頭，為了精確地探測這些特徵在測試物體內的位置，可以使用單探頭多次多角度測量或者多個探頭或聯合其他的無損檢測方法。多次測試運行耗費時間並導致生產率降低。不僅如此，而且，聯合其他的無損檢測或同時使用多個探頭，使得檢測的難度增加、成本上升、並且耗費時間。

火力發電廠運行過程中，在過熱器和再熱器內經常產生大量的氧化皮，隨著厚度的增加和機組負荷的變化，內壁的氧化皮會從管道內壁脫落，一部分隨蒸汽流出，一部分堆積在過熱器和再熱器的下彎頭；當堆積量達到一定程度時，使管道內蒸汽減小，管道壁溫升高，加劇了管道內壁氧化皮的生成；當超溫到一定程度時，有可能導致爆管事故發生。為了減少氧化皮剝落引起的爆管事故，常常在停機時採用無損檢測的方法，檢測過熱器和再熱器下彎頭沉積的氧化皮的量。

通常採用的無損檢測的方法有：射線成像法檢測結果直觀，而且儀器價格昂貴，工作效率低，射線輻射對人體有損害，使得射線檢測受到一定限制；割管內窺鏡法檢測結果準確，但工作量大、檢測周期長、人力物力耗費大；超聲波、磁場檢測方法檢測迅速、工作量小。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種磁敏相控陣探測組件及方法，能夠發射多個不同角度下的磁場來探測測試物體內的特徵，以更精確的方式移動磁場，獲得準確的待測試物體的特性。

本發明是通過以下技術方案來實現：

磁敏相控陣探測組件，包括分別定位在測試物體外圍表面附近的磁敏相控陣探頭和電磁相控陣激勵源；

所述的電磁相控陣激勵源包括若干電磁元件，電磁相控陣激勵源通過電磁元件生成激勵磁場並施加到測試物體中進行磁化；激勵磁場通過電磁元件的組合變化在測試物體中移動；

所述磁敏相控陣探頭包括若干磁敏元件，磁敏相控陣探頭通過磁敏元件探測測試物體內的磁化磁場。

優選的，所述的電磁相控陣激勵源中的若干電磁元件設置為平面陣或共形陣或線性地分段。

優選的，所述磁敏相控陣探頭的若干磁敏元件設置為平面陣或共形陣或線性地分段。

優選的，所述磁敏元件採用磁敏電阻、霍爾元件、磁敏二極體或感應線圈。

優選的，磁敏相控陣探頭和電磁相控陣激勵源以測試物體為軸呈相向分開獨立布置，或者面對測試物體呈電磁元件和磁敏元件的交錯同向一體布置。

優選的，所述磁敏相控陣探頭在激勵磁場移動時固定定位在測試物體的外圍表面附近。

基於上述任意一磁敏相控陣探測組件的磁敏相控陣探測方法，其特徵在於，包括如下步驟，

將磁敏相控陣探測組件定位在測試物體的外圍表面附近；

將從電磁相控陣激勵源產生的激勵磁場施加到測試物體中進行磁化，並使該激勵磁場在測試物體內移動；

通過磁敏相控陣探頭測定磁化磁場變化來探測測試物體特徵。

優選的，使該激勵磁場移動的步驟包括使該激勵磁場在測試物體內沿二維或三維方向移動。

優選的，使該激勵磁場移動的步驟中，激勵磁場通過電磁元件的組合變化在測試物體中移動。

進一步的，組合中至少包括一個電磁元件。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：

本發明通過電磁相控陣激勵源中的若干電磁元件，實現產生的激勵磁場施加在測試物體上，並且通過對電磁元件的組合控制使得激勵磁場在測試物體中移動，從而能夠通過磁敏相控陣探頭實現對磁化磁場的探測，從而得到測試物體的特徵；檢測精度高，工作效率高，操作簡便，使用成本低。

進一步的，呈規則布置的電磁元件能夠更加方便和快捷的通過單個磁場的疊加後得到激勵磁場，同時在激勵磁場移動時，能夠精確的保證激勵磁場的穩定。

進一步的，通過相對或同向的布置，能夠滿足各種情況下的使用要求，使用方便，使用範圍廣。

附圖說明

圖1是本發明所述的磁敏相控陣探測組件軸對稱相向布置的示意圖。

圖2是本發明所述的磁敏相控陣探測組件交錯同向布置的示意圖。

圖3是本發明所述的磁敏相控陣探測組件軸對稱相向布置的使用狀態圖。

圖4是本發明所述的磁敏相控陣探測組件交錯同向布置的使用狀態圖。

圖5是本發明所述的磁敏相控陣探測探測方法流程圖。

圖中：1-磁敏相控陣探測組件、2-磁敏相控陣探頭、3-電磁相控陣激勵源、4-磁敏元件、5-電磁元件、6-測試物體。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而不是限定。

本發明公開了用於探測測試物體6特徵的磁敏相控陣探測組件及方法，磁敏相控陣探測組件包括：磁敏相控陣探頭2和電磁相控陣激勵源3；電磁相控陣激勵源3包括多個電磁元件5，磁敏相控陣探頭2包括多個磁敏元件4；電磁相控陣激勵源3將激勵磁場施加到所述測試物體6中，該激勵磁場能夠在所述測試物體6內移動並磁化，磁敏相控陣探頭2通過測定磁化磁場變化探測所述測試物體6的特徵。本發明提供允許施加多個不同方向下的激勵磁場來探測測試物體6內的特徵的磁敏相控陣探測組件，能夠以更精確的方式移動激勵磁場，獲得準確的待測試物體6的特性。

本發明一種磁敏相控陣探測組件，用於探測測試物體6的特徵；其包括：磁敏相控陣探頭2和電磁相控陣激勵源3；所述的電磁相控陣陣激勵源3將激勵磁場施加到所述測試物體6中，該激勵磁場能夠在所述測試物體6內移動並磁化，所述磁敏相控陣探頭2通過測定磁化磁場變化探測所述測試物體6的特徵。

所述的磁敏相控陣探頭2與所述的電磁相控陣激勵源3定位在所述測試物體6的外圍表面附近，以所述的測試物體6為軸形成相向布置，如圖1所示，磁敏相控陣探測組件1由分開布置的磁敏相控陣探頭2和電磁相控陣激勵源3組成，電磁相控陣激勵源3由磁敏元件4以陣列的方式布置構造而成，磁敏相控陣探頭2由電磁元件5以陣列的方式布置構造而成。其對測試物體6進行探測時，如圖3所示，磁敏相控陣探頭2和電磁相控陣激勵源3分開布置在測試物體6兩側，並相面對。

或者如圖2所示，磁敏相控陣探頭2與電磁相控陣激勵源3面對測試物體6交錯同向布置，磁敏相控陣探測組件1中，磁敏元件4和電磁元件5間隔交錯同向一體布置，以陣列的方式布置構造而成。其對測試物體6進行探測時，如圖4所示，由磁敏元件4和電磁元件5間隔交錯同向布置以陣列的方式構造而成的磁敏相控陣探測組件1，面向所述測試物體6，並定位在所述測試物體6的外圍表面附近。

所述磁敏相控陣探頭2在激勵磁場移動時不可移動地定位在所述測試物體6的外圍表面附近。

所述電磁相控陣激勵源3包括構造為生成激勵磁場的多個電磁元件5，所述磁敏相控陣探頭2包括構造為的多個探測磁化磁場的磁敏元件4。

所述磁敏元件4採用磁敏電阻、霍爾元件、磁敏二極體或感應線圈。電磁元件5採用帶鐵芯的線圈。

所述多個電磁元件5和所述的磁敏元件4是線性地分段控制，也就是同一水平線或垂直線上電磁元件5的工作狀態同時進行相同的控制，使其產生激勵磁場，並且按照與其垂直的方向逐次的控制平面矩陣中或共形矩陣中相同數量和位置關係的電源元件5工作狀態的順序變化產生激勵磁場，使得激勵磁場從第一排或列能夠逐排或逐列的移動；通過的組合中電源元件5的工作狀態能夠形成圓形、三角形等各種形狀，保持組合形狀逐步的進行工作狀態的移動變化，完成激勵磁場的移動；而且組合還能夠是一個電源元件5，按照設定的直線進行工作狀態的移動變化，完成激勵磁場的移動；從而能夠得到激勵磁場在二維的方向移動；當該規律變化的軌跡呈非直線時，能夠實現激勵磁場在三維的方向移動。對應的平面陣或共形陣的磁敏元件4，能夠探測到磁化磁場的二維或三維運動，從而通過測定磁場變化探測所述測試物體6的三維特徵。還能夠通過對每個電磁元件5施加的電流進行控制，從而配合組合中電磁元件5的數量，位置關係對產生的激勵磁場進行三個方面的配合調控。

本發明磁敏相控陣探測方法，如圖5所示，包括如下步驟：

將磁敏相控陣探測組件定位在所述測試物體6的外圍表面附近；

將從電磁相控陣激勵源3產生的激勵磁場施加到測試物體6中進行磁化，並使該激勵磁場在測試物體6內移動；通過磁敏相控陣探頭2測定磁化磁場變化來探測測試物體6特徵。激勵磁場能夠在測試物體6內沿二維或三維方向移動。探測時，電磁相控陣激勵源3和磁敏相控陣探頭2均是固定的，因此不需要額外的操動部件，設置和安裝方便，只需要對電磁元件5利用現有的控制技術分別進行統一控制，既能夠實現依賴電磁元件5工作狀態變化而移動的激勵磁場的生成；並且隨著矩陣中電磁元件5的排列和數量的變化，能夠提高測量精度，通過控制電磁元件5的工作電流，能夠方便高效的對激勵磁場進行精確控制。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐的公開後，將容易想到本發明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發明的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本的一般性原理並包括本公開未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本申請的真正範圍和精神由權利要求指出。

應當理解的是，本公開並不局限於上面已經描述並在附圖中示出的精確結構，並且可以在不脫離其範圍進行各種修改和改變。本公開的範圍僅由所附的權利要求來限制。