[發明專利]基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置

有效

• 申請號: 201210546979.3
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN102997836A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 林俊明
• 申請（專利權）人: 愛德森（廈門）電子有限公司
• 主分類號: G01B7/14
• 分類號: G01B7/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種無損檢測裝置，特別是涉及一種基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置。

背景技術

工業生產中，某些特殊產品規格尺寸要求嚴格，需要經過精密測量，以確保其質量性能達到標準。例如某核燃料棒外圍熱傳導器由多層金屬套管組成，其數量較多，管間縫隙尺寸要求嚴格，變化范圍大，需要進行精密測量，采用常規間隙尺寸測量方法，只能分段并更換探頭規格進行抽檢，方便性差，檢測周期長，且容易出現漏檢的情況。此外，各種常規間隙測量方法都有其局限性，大多只能測量特定的檢測對象，適用面較窄，對某些不同材料構件，甚至無法實施檢測。如電容間隙測量法，其檢測對象必須是金屬材料，同時其測量范圍很小,間隙變化稍大些，靈敏度與準確度急速下降；常規電感或渦流間隙測量法，檢測對象也必須是金屬材料，由于提離效應，其動態范圍小、線性度也不理想。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術之不足，提供了適用于任何金屬或非金屬材料的基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，該設計基于電磁檢測原理，采用獨特的鐵磁性微彈片和彈簧式檢測線圈，適用于任何金屬或非金屬材料的間隙測量，更為重要的是，極大的提高了間隙測量范圍及線性度，提高測量值的準確性。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，第一種結構為，包括彈性金屬薄片、彈簧式檢測線圈、薄電路板、背襯金屬片、手持桿、電纜。彈性金屬薄片與薄電路板單邊膠接固定；彈簧式檢測線圈的兩端分別與彈性金屬薄片和薄電路板電連接；背襯金屬片膠接固定在薄電路板背面；手持桿固定在彈性金屬薄片與薄電路板的膠接邊；電纜的一端與彈性金屬薄片和薄電路板電連接，另一端穿過手持桿的中空導管。所述彈性金屬薄片的材質為鐵磁性彈簧鋼，彈性金屬薄片的單邊與薄電路板的單邊采用絕緣膠粘接固定，彈性金屬薄片的另一邊向外側彎曲，在不受外力的情況下，彈性金屬薄片與薄電路板之間形成一定的夾角空隙，彈性金屬薄片的寬度與薄電路板寬度相同，彈性金屬薄片的長度等于薄電路板的長度，采用彈性金屬薄片的作用主要有二點：一是使裝置具有“微動”空間，二是屏蔽施加在線圈中的交變電磁場，盡可能減少被檢材料（特別是金屬)對線圈電磁場的影響，裝置可以檢測任何材料工件的間隙。所述彈簧式檢測線圈材質為表面鍍有絕緣漆層的鈹銅導線，彈簧式檢測線圈采用螺旋纏繞方式繞制，彈簧式檢測線圈的中心位置的端口為輸出端，輸出端焊接固定在彈性金屬薄片的內表面上，彈簧式檢測線圈的最外圈位置的端口為輸入端，輸入端焊接固定在薄電路板上的電路輸出端，形成螺旋圓錐型檢測線圈，彈簧式檢測線圈的線圈直徑、長度、纏繞匝數根據檢測要求中的感應磁場強度的大小及線圈阻抗大小確定，鈹銅是銅合金中性能最好的高級有彈性材料，有很高的強度、彈性、硬度、疲勞強度、彈性滯后小、耐蝕、耐磨、耐寒、高導電、無磁性等一系列優良的物理、化學和力學性能，采用鈹銅制作的彈簧式檢測線圈，可自由彈性伸縮，測量范圍大，當彈簧式檢測線圈受到外部擠壓或拉伸時，線圈長度改變，線圈的電感也將改變，通過測量電感的變化值，即可實現間接測量間隙值及其變化量的目的，由于本裝置是直接測量線圈長度變化導致的電感的變化值，不同于常規電感或渦流測量方法，不受提離效應的影響，同時具有很好的測量線性度與精度。所述薄電路板可采用單面印刷電路板或單面PCB電路板，薄電路板中有一條電路，電路的輸出端焊接固定彈簧式檢測線圈的輸入端，電路的輸入端焊接固定電纜的激勵線端，薄電路板的面積大小應大于彈簧式檢測線圈的螺旋圓錐底面的面積大小。所述背襯金屬片材質為鐵磁性鋼，背襯金屬片采用絕緣膠粘接固定在薄電路板的背面，背襯金屬片的面積與薄電路板面積相同，背襯金屬片用于屏蔽施加在線圈中的交變電磁場，盡可能減少被檢材料（特別是金屬)對線圈電磁場的影響。所述手持桿由兩條有軸向凹槽的窄鋼板條對接膠接制成，兩個凹槽對接形成中空導管，這樣既可增加強度，中空又可作為傳感器導線槽引出電纜，手持桿前端與彈性金屬薄片和背襯金屬片采用絕緣膠粘接固定。所述電纜采用雙絞線，電纜中的激勵線端口與薄電路板上的電路輸入端焊接固定，電纜中的地線端口與彈性金屬薄片焊接固定。