[實用新型]用于進行金屬缺陷檢測的渦流檢測裝置及其渦流探頭

有效

• 申請號: 201320194085.2
• 申請日: 2013-04-17
• 公開（公告）號: CN203249896U
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 陳佩華;黃平捷;李國厚;周澤魁
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 陳昱彤

技術領域

本實用新型涉及一種金屬材料缺陷無損檢測傳感器結構及相應檢測電路。

背景技術

?????金屬材料的缺陷檢測在軍工領域具有重要意義?根據電磁感應原理，載有交流電的線圈會在靠近它的金屬材料中感應出渦流，感應的渦流反過來會影響檢測線圈周圍原有的磁場分布，從而導致感應線圈的測量阻抗發生變化?渦流攜帶了金屬材料的厚度，缺陷、電導率等信息，通過測量因渦流引起的線圈阻抗變化可推知金屬材料的相關物理參數，如是否存在缺陷等。

?????常規渦流檢測，感應線圈在檢測過程中有原始的感應電壓信號輸出，為擴大信號檢測動態范圍，提高檢測靈敏度，一般采用差動探頭結構。在對金屬進行缺陷檢測時，差動探頭的兩個線圈需置于完全相同的電磁環境中，才可使渦流探頭的初始電壓信號為零，這在實際檢測中，有時較難實現。微擾檢測技術一般采用較大的激勵線圈及兩個結構相同的小感應線圈組成。兩個感應線圈平行放置，均垂直于激勵線圈，兩個感應線圈位置完全對等。這種微擾結構可以使放置于金屬塊上的渦流傳感器在下方金屬不存在缺陷時，兩個小感應線圈差動輸出信號近乎為零，這種檢測結構的優點在于對缺陷非常敏感，可對極微小的缺陷進行檢測。渦流探傷中，一般只能在一個能明顯切斷感應渦流流經路徑的方向進行缺陷的有效檢測，同時一般采用單個探頭進行檢測，這些都在一定程度上制約著渦流檢測系統的檢測效率。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用于進行金屬缺陷檢測的渦流檢測裝置及其渦流探頭，?以克服現有技術的全部或部分缺陷。

為實現上述目的，本實用新型所采取的技術方案是：

本實用新型用于進行金屬缺陷檢測的渦流探頭包括一個以上正交組合探頭，每個正交組合探頭包括一個激勵線圈和兩個感應線圈，所述兩個感應線圈的幾何中心重合，所述兩個感應線圈的中心橫截面均經過激勵線圈的幾何中心，激勵線圈以及兩個感應線圈的中心橫截面兩兩垂直。

進一步地，本實用新型所述正交組合探頭為兩個以上，所有正交組合探頭的激勵線圈的中心橫截面在同一個平面上，且所有激勵線圈的幾何中心在同一直線上。

本實用新型含有上述渦流探頭的渦流檢測裝置包括控制器、信號發生電路、濾波及放大電路、相敏檢波電路、信號采集卡、上位機、第一高速模擬開關、第二高速模擬開關和所述渦流探頭，控制器分別與信號發生電路、濾波及放大電路、第一高速模擬開關、第二高速模擬開關連接，濾波及放大電路的輸出端與相敏檢波電路的輸入端連接，相敏檢波電路的輸出端與信號采集卡連接，信號采集卡與上位機連接，信號發生電路與第一高速模擬開關連接，濾波及放大電路與第二高速模擬開關連接；所述渦流探頭中的每個激勵線圈與第一高速模擬開關連接，渦流探頭中的每個感應線圈與第二高速模擬開關連接。

進一步地，本實用新型所述信號發生電路為正弦信號發生電路。

進一步地，本實用新型渦流檢測裝置還包括機械掃描裝置，渦流探頭固定于所述機械掃描裝置上。

進一步地，本實用新型所述控制器為單片機。

進一步地，本實用新型所述第一高速模擬開關的輸出電流為100?毫安以上。

????與現有技術相比，本實用新型的優點是：?

（1）絕對式基于微擾原理的探頭結構，可以測量極微小的金屬表面缺陷。

（2）兩個正交感應線圈可實現二維平面縱橫兩個方向相同精度的缺陷檢測。

（3）陣列探頭大大提高了缺陷檢測效率，對各個探頭分時激勵，減小了探頭間的干擾，簡化了后續硬件處理電路。

（4）采用了可通大電流的高速模擬開關芯片，保證了激勵場的強度和系統檢測精度。

（5）本實用新型具有較高的檢測靈敏度和檢測速度。

附圖說明

圖1?是本實用新型渦流探頭的激勵線圈上方磁場分布圖（磁力線擴張時刻）；

圖2是渦流激勵線圈上方磁場分布圖（磁力線收縮時刻）；

圖3是渦流激勵線圈上方某一時刻磁場分布俯視圖；

圖4是本實用新型的一種僅含有單個正交組合探頭的渦流探頭的結構示意圖；

圖5是本實用新型的一種含有兩個以上正交組合探頭的渦流探頭的結構示意圖；

圖6是兩種渦流探頭的工作方式比較示意圖，其中，(a)含有單個正交組合探頭，（b）含有多個正交組合探頭；

圖7是本實用新型的一種渦流檢測裝置的結構框圖；

圖8是本實用新型的第一高速模擬開關的一種電路圖；

圖9是本實用新型的第二高速模擬開關的一種電路圖。

具體實施方式??