[實(shí)用新型]一種渦流測(cè)厚探頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520196512.X
• 申請(qǐng)日: 2015-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204694202U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張世林;王德輝;梁廷偉;雷云蓮;閆東松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱東安發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司
• 主分類號(hào): G01B7/06
• 分類號(hào): G01B7/06
• 代理公司: 中國(guó)航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種測(cè)厚探頭，尤其是一種渦流測(cè)厚探頭，用于空心葉片壁厚的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。

背景技術(shù)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片為耐高溫單晶材料精密鑄造，葉片一般為空心結(jié)構(gòu)，小葉片壁厚參數(shù)為0.2-3mm范圍，由于發(fā)動(dòng)機(jī)葉片輪廓形狀非常復(fù)雜，凸面和凹面的曲率都比較大，采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等耗時(shí)較長(zhǎng)，不適合葉片生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的要求。目前的測(cè)量方法一般使用超聲波測(cè)量方法，由于現(xiàn)有的超聲波探頭的直徑最小的為Φ6mm，不能分辨0.5mm以下的測(cè)量厚度。由于葉片表面曲率變化大，較大直徑的超聲波探頭無(wú)法與葉片表面完全貼合，導(dǎo)致測(cè)量誤差大，測(cè)量過(guò)程繁瑣，效率很低。同時(shí)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片外輪廓凸面和凹面的曲率都比較復(fù)雜，采用接觸滑動(dòng)測(cè)量的方法，通過(guò)手動(dòng)按壓和移動(dòng)渦流傳感器的操作方式，由于手動(dòng)按壓的壓力力度變化大，很難保證渦流傳感器與測(cè)量點(diǎn)表面的法線重合，這些都會(huì)引起很大的測(cè)量誤差，甚至無(wú)法完成測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種渦流測(cè)厚探頭，適合葉片生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的要求，避免由于手動(dòng)按壓的壓力力度變化大造成的測(cè)量誤差大的問(wèn)題，具有測(cè)量分辨率高、測(cè)量迅速、方便操作、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，以解決航空發(fā)動(dòng)機(jī)空心葉片現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中的技術(shù)難題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，渦流測(cè)厚探頭包括手柄、渦流傳感器、扳機(jī)、壓力彈簧、彈簧片，渦流傳感器設(shè)置在手柄的端部，扳機(jī)通過(guò)絞接的方式安裝在手柄上，扳機(jī)內(nèi)部設(shè)置有壓力彈簧，壓力彈簧的兩端分別壓在扳機(jī)和手柄上，彈簧片一端固定在扳機(jī)上，另一端與渦流傳感器的測(cè)量端相對(duì)，渦流傳感器的信號(hào)線從手柄內(nèi)部穿出并與控制系統(tǒng)連接。所述的手柄上還設(shè)置有溫度傳感器和測(cè)量按鍵，溫度傳感器和測(cè)量按鍵的信號(hào)線從手柄內(nèi)部穿出并與控制系統(tǒng)連接。所述的渦流傳感器包括磁芯、激勵(lì)線圈、瑪瑙片、金屬外套，線圈設(shè)置在磁芯上，金屬外套為筒形，底部固定在手柄上，磁芯和線圈設(shè)置在金屬外套內(nèi)部，磁芯的端部固定有瑪瑙片，金屬外套的開(kāi)口端延伸至瑪瑙片位置。所述的磁芯上還設(shè)置有測(cè)量線圈和補(bǔ)償線圈并分別位于激勵(lì)線圈兩側(cè)，測(cè)量線圈位于瑪瑙片方向，所述的測(cè)量線圈和補(bǔ)償線圈串聯(lián)連接，匝數(shù)相同，旋向相反；所述的激勵(lì)線圈、測(cè)量線圈和補(bǔ)償線圈外部還設(shè)置有線圈保護(hù)襯套。所述的磁芯尺寸為2.5×2.5×20mm，材料為鐵氧體。

本實(shí)用新型將探頭設(shè)計(jì)成鉗型操作手柄，單手操作，非常適合現(xiàn)場(chǎng)使用情況。彈簧片以恒定的壓力使渦流傳感器底部的瑪瑙片與空心葉片貼合，輕輕移動(dòng)測(cè)量頭，即可完成對(duì)整個(gè)測(cè)量面的厚度掃查，保證了測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性和一致性。操作者在掃查的同時(shí)，按下測(cè)量按鍵可將該點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)列表，應(yīng)用非常方便快捷，在保證測(cè)量精度的前提下，大大提高了檢測(cè)效率。探頭上安裝了溫度傳感器，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，大大提高了測(cè)量精度，拓寬了應(yīng)用范圍。采用了長(zhǎng)磁芯結(jié)構(gòu)，激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈直接纏繞在磁芯上，提高了渦流傳感器的穿透能力，擴(kuò)大了測(cè)量范圍，減小了渦流線圈的直徑；測(cè)量線圈和補(bǔ)償線圈在磁芯上同軸反向繞制，串聯(lián)連接，環(huán)境電磁干擾對(duì)兩個(gè)線圈的影響相反，兩個(gè)線圈串聯(lián)疊加后大大減小了溫度參數(shù)對(duì)渦流傳感器的影響。瑪瑙片提高傳感器的耐磨性，延長(zhǎng)使用壽命；金屬外套作為傳感器的固定支架，其開(kāi)口端延伸至瑪瑙片位置，這種新型的封裝方式限制了激勵(lì)線圈的磁場(chǎng)指向性，在測(cè)量大曲率曲面時(shí)，可以有效降低渦流的感應(yīng)區(qū)域，進(jìn)而降低因曲面產(chǎn)生的冠狀渦流的影響，提高了測(cè)量精度。本實(shí)用新型通過(guò)人性化的設(shè)計(jì)，操作簡(jiǎn)單，適合在生產(chǎn)線上應(yīng)用，并且避免由于手動(dòng)按壓的壓力力度變化大造成的測(cè)量誤差大的問(wèn)題，具有測(cè)量分辨率高、測(cè)量迅速、方便操作、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，已在航空企業(yè)的葉片生產(chǎn)車間的生產(chǎn)線上廣泛應(yīng)用，使用效果良好。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為渦流傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為現(xiàn)有的渦流傳感器產(chǎn)生冠狀渦流示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的渦流傳感器產(chǎn)生冠狀渦流示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖所示，渦流測(cè)厚探頭包括手柄1、渦流傳感器2、扳機(jī)3、壓力彈簧4、彈簧片5，渦流傳感器2設(shè)置在手柄1的端部，扳機(jī)3通過(guò)絞接的方式安裝在手柄1上，扳機(jī)3內(nèi)部設(shè)置有壓力彈簧4，壓力彈簧4的兩端分別壓在扳機(jī)3和手柄1上，彈簧片5一端固定在扳機(jī)3上，另一端與渦流傳感器2的測(cè)量端相對(duì)，渦流傳感器2的信號(hào)線從手柄1內(nèi)部穿出并與控制系統(tǒng)連接。所述的手柄1上還設(shè)置有溫度傳感器6和測(cè)量按鍵7，溫度傳感器6和測(cè)量按鍵7的信號(hào)線從手柄1內(nèi)部穿出并與控制系統(tǒng)連接。所述的渦流傳感器2包括磁芯21、激勵(lì)線圈22、瑪瑙片23、金屬外套24，激勵(lì)線圈22設(shè)置在磁芯21上，金屬外套24為筒形，底部固定在手柄1上，磁芯21和激勵(lì)線圈22設(shè)置在金屬外套24內(nèi)部，磁芯的端部固定有瑪瑙片23，金屬外套24的開(kāi)口端延伸至瑪瑙片23位置。所述的磁芯21上還設(shè)置有測(cè)量線圈26和補(bǔ)償線圈27并分別位于激勵(lì)線圈22兩側(cè)，測(cè)量線圈26位于瑪瑙片25方向，所述的測(cè)量線圈26和補(bǔ)償線圈27串聯(lián)連接，匝數(shù)相同，旋向相反；所述的激勵(lì)線圈22、測(cè)量線圈26和補(bǔ)償線圈27外部還設(shè)置有線圈保護(hù)襯套。所述的磁芯21尺寸為2.5×2.5×20mm，材料為鐵氧體。