[發明專利]一種導電結構表面多裂紋的渦流檢測探頭及其檢測方法

無效

• 申請號: 201210538929.0
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN103868987A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 張思全;劉雨
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 張民華

1.一種檢測金屬結構表面多裂紋缺陷的渦電流探頭，其特征在于：包括有激勵線圈陣列與檢測線圈陣列；

激勵線圈陣列由與被檢測結構(5)表面平行的平面線圈陣列(1a)、(1b)和與被檢測結構(5)表面垂直的線圈(2a)、(2b)、(2c)組成；

檢測線圈陣列由與被檢測結構(5)表面平行的平面線圈陣列(4a)、(4b)、(4c)、(4d)、(4e)、(4f)、(4g)、(4h)和與被檢測結構(5)表面垂直的線圈陣列(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)組成。

2.根據權利要求1所述的檢測導電結構表面多裂紋的探頭，其特征在于：平面激勵線圈(1a)、(1b)呈矩形，且矩形的長與寬之比大于3，平面矩形激勵線圈(1a)與(1b)的尺寸相同，數量至少為兩個，(1a)與(1b)相互之間平行排列。

3.根據權利要求1所述的檢測導電結構表面多裂紋的探頭，其特征在于：垂直方向激勵線圈(2a)、(2b)、(2c)呈矩形，數量至少為三個，各線圈的尺寸相同，都垂直于被檢測結構(5)表面，且相互之間平行排列；

兩個平面激勵線圈(1a)與(1b)位于三個垂直方向激勵線圈(2a)、(2b)、(2c)之間。

4.根據權利要求1所述的檢測導電結構表面多裂紋的探頭，其特征在于：垂直方向檢測線圈(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)呈矩形，與平面激勵線圈(1a)、(1b)所在平面相垂直，各垂直方向檢測線圈的尺寸相同，每個平面激勵線圈(1a)或(1b)上方垂直方向檢測線圈的數量至少為4個，各垂直方向檢測線圈之間等間距平行排列。

5.根據權利要求1所述的檢測導電結構表面多裂紋的探頭，其特征在于：平面檢測線圈(4a)、(4b)、(4c)、(4d)、(4e)、(4f)、(4g)、(4h)呈矩形，平行于被檢測結構(5)表面，各平面矩形檢測線圈的尺寸相同，位于等間距排列垂直方向檢測線圈(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)與平面激勵線圈(1a)、(1b)的邊框之間。

6.一種金屬結構表面多裂紋缺陷的渦電流檢測方法，其特征在于：激勵線圈陣列(2a)、(2b)、(2c)與(1a)、(1b)分別在被檢測結構(5)表面一個較大的區域產生不同方向的電磁場(9)與渦電流(11)，在電磁場(9)與渦電流(11)的通路上，被檢測結構(5)表面裂紋(6)、(7)或(8)的存在將會引起電磁場(9)與渦電流(11)的擾動；

通過平面檢測線圈(4a)、(4b)、(4c)、(4d)、(4e)、(4f)、(4g)、(4h)可感測電磁場(9)的變化；

通過垂直方向檢測線圈(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)可感測渦電流(11)的變化；

利用此探頭感測線圈陣列可以同時檢測導電結構(5)表面不同位置鄰近分布多個裂紋(6)、(7)或(8)的存在。可以確定裂紋的數量，并根據獲得裂紋信號(10)的檢測線圈的不同判斷裂紋的不同方向，并根據所獲得缺陷信號(10)的分布及幅度可判斷裂紋的形狀。

7.根據權利要求6所述的檢測導電結構表面多裂紋的方法，其特征在于：在被檢測導電結構(5)表面與垂直方向檢測線圈(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)平行的裂紋(6)、(7)，可以通過垂直方向檢測線圈對平面激勵線圈(1a)、(1b)產生的渦電流(11)受裂紋(6)或(7)擾動變化引起磁場變化的檢測實現；

平面激勵線圈(1a)、(1b)激發的渦電流(11)在遇到與垂直方向檢測線圈(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)相平行的裂紋時將沿裂紋分流，這個被分流的渦電流(11)可以被與該裂紋最近的垂直方向檢測線圈檢測到，體現在該線圈信號(10)的幅值變化最大。據此可知在該線圈附近有與該垂直方向檢測線圈相平行的裂紋。

8.根據權利要求6所述的檢測導電結構表面多裂紋的方法，其特征在于：垂直方向激勵線圈(2a)、(2b)、(2c)激發的與該線圈表面垂直的磁通(9)在遇到與垂直方向檢測線圈(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)垂直的裂紋(8)時受到該裂紋的擾動后使磁通方向改變，將有垂直被檢測結構(5)表面的磁通分量產生，這個磁通分量在平面檢測線圈(4a)、(4b)、(4c)、(4d)、(4e)、(4f)、(4g)、(4h)中某一個與該裂紋最近的線圈中產生最大的信號(10)幅度，據此可知在該檢測線圈附近有與垂直方向檢測線圈(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)相垂直的裂紋(8)。