[發(fā)明專利]一種基于低頻電磁的缺陷檢測(cè)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510916665.1
• 申請(qǐng)日: 2015-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN105353030A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 申屠鋒營;樓偉民;沈常宇;王友清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國計(jì)量學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N27/85
• 分類號(hào): G01N27/85
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

一種基于低頻電磁的缺陷檢測(cè)裝置，屬于金屬缺陷檢測(cè)。

背景技術(shù)

鐵磁金屬材料大量作為承壓設(shè)備的受力結(jié)構(gòu)件使用，在使用過程中，應(yīng)力集中導(dǎo)致的早期損傷、金屬材料腐蝕是承壓類特種設(shè)備的最主要安全隱患，因此對(duì)其進(jìn)行快速的檢測(cè)和早期診斷意義重大。對(duì)腐蝕等缺陷的檢測(cè)，現(xiàn)有無損檢測(cè)方法如射線、超聲、磁粉和滲透等在適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的高低溫環(huán)境、設(shè)備表面狀況等方面都有各自的不足，比如：①需要和金屬本體進(jìn)行良好的耦合，以使超聲波能夠?qū)崿F(xiàn)在傳感器與金屬本體之間的傳播和接收。②一般是針對(duì)某點(diǎn)壁厚的測(cè)量，不適用于大面積的掃查檢測(cè)，因此檢測(cè)速度非常緩慢。為提高檢驗(yàn)效率降低檢驗(yàn)成本，大都采用隨機(jī)抽查檢驗(yàn)的方式，存在大面積的漏檢現(xiàn)象，導(dǎo)致泄漏等安全事故時(shí)有發(fā)生，損失慘重，既破壞環(huán)境，又威脅人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。所以研發(fā)一種能對(duì)表面要求不高，最好能有一定提離的快捷、輕便，靈敏度相對(duì)較高的無損檢測(cè)方法顯得十分必要。

低頻電磁檢測(cè)方法是利用電磁感應(yīng)原理，采用非接觸方式檢測(cè)被檢設(shè)備的表面和埋藏缺陷，特別是腐蝕等體積性缺陷有較高的檢測(cè)靈敏度，因此非常適用管道等特種設(shè)備的在線檢測(cè)。該方法具有無需耦合、方便快捷、檢測(cè)深度深、能識(shí)別試件底部缺陷等優(yōu)點(diǎn)。但對(duì)低頻電磁方法在承壓設(shè)備檢測(cè)中應(yīng)用，目前缺乏系統(tǒng)研究，因此得不到廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于低頻電磁的缺陷檢測(cè)裝置。該裝置能夠應(yīng)用低頻電磁來實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬試件外部以及內(nèi)部的缺陷檢測(cè)。具有簡(jiǎn)單、易于操作、靈敏度高等特點(diǎn)。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于低頻電磁的缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于：由信號(hào)發(fā)生器(1)、功率放大器(2)、激勵(lì)線圈(3)、霍爾元件(4)、示波器(5)和支架(6)組成；信號(hào)發(fā)生器(1)產(chǎn)生一個(gè)1-100Hz的低頻正弦信號(hào)，經(jīng)過功率放大器(2)放大后，信號(hào)通過放在支架(6)上的激勵(lì)線圈(3)后會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，缺陷會(huì)使磁場(chǎng)發(fā)生變化，霍爾元件(4)能感應(yīng)出這種磁場(chǎng)變化并通過示波器(5)顯示出來。

所述的一種基于低頻電磁的缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于：信號(hào)發(fā)生器(1)產(chǎn)生的正弦信號(hào)頻率在1-100Hz；激勵(lì)線圈(3)磁芯采用錳鋅鐵氧體；霍爾元件(4)采用UGN3503。

本發(fā)明的工作原理是：本發(fā)明利用電磁感應(yīng)原理，采用非接觸方式檢測(cè)被檢設(shè)備的表面和埋藏缺陷，線圈在較低頻率的下會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，并穿透被測(cè)材料，通過觀察電磁場(chǎng)產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)弱變化來檢測(cè)缺陷。首先信號(hào)發(fā)生器(1)產(chǎn)生一個(gè)1-100Hz的低頻正弦信號(hào)，經(jīng)過功率放大器(2)放大信號(hào)后，信號(hào)進(jìn)入激勵(lì)線圈(3)，通電的線圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，此時(shí)霍爾元件(4)就會(huì)感應(yīng)到磁場(chǎng)，并會(huì)將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳輸?shù)绞静ㄆ?5)。當(dāng)金屬試件無缺陷時(shí)，磁場(chǎng)不會(huì)變化，因此示波器上的信號(hào)不會(huì)發(fā)生變化。而當(dāng)金屬試件有缺陷時(shí)，激勵(lì)線圈(3)產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)發(fā)生變化，霍爾元件(4)感應(yīng)到磁場(chǎng)的變化，會(huì)將這種變化以電信號(hào)的形式傳輸給示波器(5)，這樣示波器(5)上顯示的信號(hào)就會(huì)發(fā)生變化。通過觀察波形是否變化，就能判斷出該金屬試件是否有缺陷了。

本發(fā)明的有益效果是：所述一種基于低頻電磁的缺陷檢測(cè)裝置不受時(shí)間、空間等環(huán)境因素的影響，操作方便、簡(jiǎn)單。此外，所述裝置采用了低頻信號(hào)，能克服趨膚效應(yīng)的影響，提高了檢測(cè)深度，因此不僅可以檢測(cè)金屬試件表面的缺陷，還能檢測(cè)金屬試件內(nèi)部的缺陷。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種基于低頻電磁的缺陷檢測(cè)裝置示意圖；

圖2是本發(fā)明的無缺陷時(shí)和有缺陷的波形差異示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

參見附圖1，一種基于低頻電磁的缺陷檢測(cè)裝置，由信號(hào)發(fā)生器(1)、功率放大器(2)、激勵(lì)線圈(3)、霍爾元件(4)、示波器(5)和支架(6)組成；信號(hào)發(fā)生器(1)產(chǎn)生一個(gè)1-100Hz的低頻正弦信號(hào)，經(jīng)過功率放大器(2)放大后，信號(hào)通過放在支架(6)上的激勵(lì)線圈(3)后會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，缺陷會(huì)使磁場(chǎng)發(fā)生變化，霍爾元件(4)能感應(yīng)出這種磁場(chǎng)變化并通過示波器(5)顯示出來。

信號(hào)發(fā)生器(1)產(chǎn)生的正弦信號(hào)的頻率在1-100Hz，激勵(lì)線圈(3)采用U型錳鋅鐵氧體做磁芯，由兩個(gè)繞制方向不同的線圈組成，霍爾元件(4)選用UGN3503，支架(6)可移動(dòng)且有一個(gè)可升降的固定桿，方便檢測(cè)。當(dāng)金屬試件沒有缺陷時(shí)，示波器(5)上的波形不會(huì)發(fā)生變化。而當(dāng)金屬試件有缺陷是，波形就會(huì)發(fā)生變化。圖2為無缺陷時(shí)和有缺陷的波形差異示意圖。