[實用新型]渦流相位法測量金屬電導率值儀器中的檢測裝置

有效

• 申請號: 200720008289.7
• 申請日: 2007-09-18
• 公開（公告）號: CN201096843Y
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 蔡勝利
• 申請（專利權）人: 蔡勝利
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司
• 代理人: 李寧

技術領域

本實用新型涉及一種渦流相位法測量金屬電導率值的儀器，特別涉及測量儀器中的檢測裝置。

背景技術

20世紀60年代德國FORSTER研究所應用電渦流法首次研制成功金屬電導率測量儀。經過幾十年的發展過程，隨著電子技術和計算機技術的飛速發展，帶動了渦流檢測技術的不斷提升。

渦流法檢測金屬電導率值，主要是建立在渦流阻抗分析法的原理基礎上，當載有交流電流的檢測線圈接近金屬導體時，由于線圈磁場作用，金屬導體會感生出渦流，而渦流的反作用磁場又使檢測線圈的阻抗(即Z＝R+jωL)發生變化，由相連的交流電橋輸出不平衡電壓，經單片機進行數據分析，即可得到被測金屬的電導率值。影響檢測線圈的阻抗因素有金屬導體的電導率、磁導率、導體的幾何尺寸、溫度、檢測頻率和提離效應，對于非鐵磁性金屬，當溫度、檢測頻率、導體幾何尺寸等影響因素為固定時，只要有效地抑制提離效應干擾，金屬導體的電導率與檢測線圈阻抗之間存在唯一對應關系。檢測線圈的阻抗變化分析測量可分為阻抗幅值測量和阻抗相位測量，前者利用測量檢測線圈阻抗幅值變化求出金屬導體的電導率值，此種方法雖然探頭分辨率較高，電路的軟、硬件設計簡單，但難以克服提離效應的干擾，儀器的性能指標受環境溫度和操作因素的影響很大，不能保證較高的測量精度。后者為測量檢測線圈阻抗相位角變化求出金屬導體的電導率值，雖然檢測阻抗相位角變化電路復雜，技術難度大，但阻抗相位法可在一定范圍內解決提離效應干擾的影響，減少環境溫度和操作不當造成的誤差，提高儀器的測量精度和穩定性。

近幾年國外技術先進的國家相繼研制出高精度、多種測試頻率、探頭可互換，并具有溫度補償和高提離補償的數字金屬電導率儀。如德國Fischer公司SMP10電導率儀，英國Hocking公司Autosigma3000電導率儀。國外先進的電導率儀雖然精度高，性能先進，但價格非常昂貴，操作復雜，維修維護不方便，給這種先進的技術產品普及推廣增加了很大難度。另外由于探頭中對檢測線圈的制作要求非常嚴格，若有微小差別，就會引起儀器很多測量指標的誤差，很難做到每根探頭的一致性。這樣在探頭損壞時，無法簡單換上新探頭使用，存在探頭難于更換的問題。

實用新型內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種可用于測量金屬電導率值儀器中的檢測裝置，其利用渦流阻抗相位法及采用數字電位器構建交流電橋，并將輔助線圈同檢測線圈組裝在一起，不僅解決了在探頭更換時難于配型的問題，且利用渦流阻抗相位法能夠有效抑制提離干擾影響，具有測量準確、精度高及自動調零校正等優異功能。

本實用新型的主要目的在于提供一種渦流相位法測量金屬電導率值儀器中的檢測裝置，其利用渦流阻抗相位法及采用數字電位器構建交流電橋，可有效抑制提離干擾影響，具有測量準確、精度高及自動調零校正等優異功能。

本實用新型的次要目的在于提供一種渦流相位法測量金屬電導率值儀器中的檢測裝置，其將輔助線圈同檢測線圈裝置在一起，解決了在探頭更換時難于配型的問題。

為了實現上述目的，本實用新型的解決方案是：

渦流相位法測量金屬電導率值儀器中的檢測裝置，包括探頭和交流電橋，探頭電路部分由檢測線圈L2和輔助線圈L1串接而成；交流電橋由二數字電位器U4、U5及四個電阻R1、R2、R3、R4組成，電阻R1、數字電位器U4與電阻R2依次串接，電阻R3、數字電位器U5與電阻R4依次串接；三串接電路并聯，且數字電位器U5滑臂端連接至探頭電路中檢測線圈L2和輔助線圈L1之間，交流激勵電源輸出信號至并聯電路兩端，數字電位器U4、U5的控制端分別與儀器中的單片機相連，數字電位器U4、U5的滑臂端則輸出電壓信號。

所述的探頭還包括殼體、芯體和緊固帽，檢測線圈L2和輔助線圈L1組裝在芯體的內腔中，殼體的一端固定緊固帽，探頭電路兩端的輸出線和其與數字電位器U5滑臂端的連接線由緊固帽穿出并接至交流電橋，芯體套置在殼體內且其檢測端面露出。

所述的芯體和殼體之間設有調節平衡的壓簧。

所述的殼體內壁向內凸出形成內凸臺，芯體外壁向外凸出形成外凸臺，壓簧的兩端抵在內凸臺和外凸臺上。

所述的殼體為柱狀體。

所述的芯體內還安裝一個可向單片機提供溫度信號的溫度傳感器。

采用上述方案后，本實用新型可適用采用渦流相位法測量金屬導體電導率值的儀器，從而克服被測導體表面凹凸不平、粗糙不勻、表面涂層和操作不當等引起的提離效應影響，保證儀器的測量精度和準確性。

本實用新型具有以下優點：