[發明專利]金屬折彎件內部裂紋的快速檢測裝置

在審

• 申請號: 201410461650.6
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104198576A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 張衛民;邱忠超;楊秀江;果艷;秦峰
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01N27/83
• 分類號: G01N27/83
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明屬于磁性無損檢測技術領域，涉及一種為檢測金屬板材折彎內部產生的縱向裂紋而設計的快速無損檢測裝置。可用于油箱等容器產品沿折彎處金屬材料的缺陷渦流檢測技術中，為實際工程結構的缺陷檢測，提供一種新型傳感器方案。

背景技術

金屬板材的折彎屬于冷塑性加工過程，常用于承壓要求不高的金屬容器的機械加工中，如車輛油箱的加工中。由于折彎處常存在較大塑性變形，殘存較高殘余應力，工作時在交變載荷作用下，往往導致裂紋出現，進而產生開裂。如果裂紋在容器壁內部產生，則導致故障隱患，在容器外部難以發現，通常的檢測方法難以奏效，如果采用工業CT等方法，又不適于使用環境下的現場檢測。

金屬材料的疲勞裂紋等缺陷，是影響設備壽命和安全的重要因素，對承力構件的缺陷進行無損檢測，是現代機械制造的一項重要內容。由于實際結構的缺陷，其位置和方向是無法預知的。利用傳統渦流傳感器進行檢測時，由于存在檢測靈敏度差異，當裂紋處于檢測非敏感方向時，容易產生漏檢。

本發明的目的在于為檢測金屬板材折彎件內部裂紋的產生，提供一種可用于現場使用環境下的快速簡便裝置，發明的原理基于漏磁無損檢測的基本工作原理。

發明內容

本發明的傳感器檢測裝置由下列結構組成：激勵裝置，檢測傳感器，采樣輪機構，如圖1所示。勵磁部分由兩個線圈繞制的鐵芯1和銜鐵2組成，工作時和試件一起構成閉合磁路，通以6V的直流電對試件產生交流磁化作用，當試件中沒有缺陷時，磁力線從試件內部通過，當試件中存在裂紋等缺陷時，由于磁阻增大，一部分磁力線由缺陷處泄漏到空氣中，被傳感器檢測到，從而檢出缺陷。為保證檢測裝置沿折彎處進行掃查，激勵裝置鐵芯底部設計成V型形狀，如圖2所示。使裝置在勵磁同時，起到導向作用，保證檢測裝置能“騎棱”掃查。檢測傳感器由兩個微型霍爾元件沿掃查方向布置，構成差動結構，以提高檢測靈敏度和抑制噪聲的能力。檢測傳感器4由兩個組成差動結構的霍爾傳感器元件組成(見圖3)，差動結構的目的是為了提高檢測靈敏度，抵消隨機噪聲干擾。檢測裝置尾部安裝有摩擦采樣輪5，可在一定范圍調整位置，以實現和被測試件的可靠接觸，通過同軸連接的光電編碼器6，實現信號空域采樣，記錄裂紋出現的位置。

圖4為檢測傳感器后續處理電路圖，兩路霍爾傳感器輸出的電壓信號，首先通過AD620芯片進行初級放大，之后采用二級無源低通濾波環節濾除高頻噪聲，然后經過UA741芯片進行二級放大，最后兩路信號進行差動放大。圖5為電路實物圖。

有益效果：

本發明設計了一種可檢測金屬折彎件內部裂紋的快速檢測裝置，可以實現容器內部因金屬折彎塑性變形而導致的內部裂紋產生，該檢測裝置使用簡便，對環境要求寬松，可用于使用現場的不拆卸檢測，具有重要的工程實用價值。

附圖說明

圖1：四層裝置結構圖。

圖中：1－磁激勵線圈，2—磁軛，3—激勵裝置鐵芯底部V型塊、4－檢測傳感器，5—摩擦采樣輪，6—光電編碼器。

圖2：激勵裝置鐵芯底部V型塊局部放大圖。

圖3：檢測傳感器實物圖。

圖4：檢測傳感器電路原理圖。

圖5：檢測傳感器電路實物圖。

圖6：檢測裝置實物圖。

圖7：某重型裝甲車輛經過金屬折彎加工的油箱容器。

圖8：存在裂紋缺陷的金屬折彎件樣件。

圖9：未經過濾波處理的原始缺陷信號。

圖10：經過濾波處理后的缺陷信號。

具體實施方式

為了更好地說明本發明的目的和優點，下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步說明。

圖7為某重型裝甲車在用油箱，由于材料和工藝存在一定問題，折彎處常產生內部裂紋，目前已在用油箱存在開裂、漏油危險，需要加強檢測。

圖8為內部存在裂紋的實際樣件。裂紋長度約為40?mm，寬度0.5mm，深度約為0.5mm。

將傳感器沿試件折彎棱邊長度方向移動，摩擦采樣輪緊貼試件，確保其摩擦滾動，在缺陷位置可觀測到信號幅值發生突變，如圖9所示，將信號通過低通濾波器等進一步處理，即可清晰提取出缺陷信號，如圖10所示。

本實施例僅為一種材料的試件進行了檢測。本發明可以對多種導電材料進行檢測，且傳感器的線圈圈數、線徑等可以調整。