[發明專利]一種檢測厚壁深裂紋缺陷的雙頻激勵圓形渦流探頭及方法

在審

• 申請號: 201810360807.4
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108344798A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 張東利;王闖龍;武美先
• 申請（專利權）人: 北方民族大學
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 李艷萍;丁建寶

本發明屬于無損檢測技術領域，涉及一種檢測厚壁深裂紋缺陷的雙頻激勵圓形渦流探頭及方法。本發明雙頻激勵圓形渦流探頭，包括雙頻激勵探頭組件、檢測探頭組件和固定架；所述激勵探頭組件有兩組，以檢測探頭組件為中心，呈左右對稱分布；所述激勵探頭組件由激勵線圈和激勵線圈安裝立柱組成；所述檢測探頭組件由檢測線圏和檢測線圈安裝立柱組成；所述固定架由固定連接的立柱固定板和掃查部件連接件組成；所述激勵線圈安裝立柱底端和所述檢測線圈安裝立柱底端安裝在立柱固定板上；所述激勵線圈為圓形渦流線圈，采用正弦雙頻率交流電流激勵。采用本發明雙頻激勵探頭可提高渦流滲透深度和探頭對深裂紋的檢測能力，其滲透深度可達到21mm左右。

技術領域

本發明屬于無損檢測技術領域，涉及一種用于工業檢測缺陷的渦流探頭，尤其涉及一種檢測厚壁深裂紋缺陷的雙頻激勵圓形渦流探頭及方法。

背景技術

渦流檢測是常規無損檢測技術之一，是以電磁感應原理為基礎，依據材料電磁性能變化來對材料及構件實施缺陷探測和性能測試的電磁檢測方法，其基本原理是以電磁學的理論為基礎的。渦流檢測方法具有非接觸、檢測速度快和淺裂紋定量方面的優勢，是一種對結構表面和近表面缺陷進行定量無損評價的有效方法。渦流在線檢測技術在工業中已被廣泛應用于大型、重型、特種設備以及航空航天關鍵零部件制造中，因此，裂紋的檢測技術對保障設備運行安全、評定設備壽命、降低設備維護成本等至關重要。

目前常規渦流檢測采用單一頻率的渦流探頭進行檢測，基本停留在近表層缺陷的檢測，因為存在明顯的集膚效應，所以對裝備零件中較深缺陷以及深層缺陷識別能力有限。雖然通過優化探頭結構參數、降低激勵頻率等措施，可以在一定程度上提高對深裂紋的檢測效果，但同時存在其他問題：如采用低頻激勵雖然可以增大渦流滲透深度、提高探頭檢測深層缺陷的能力，但同時會導致探頭分辨率低、信噪比低、檢測速度和信號幅值過低，并引發了探頭速度效應和檢測信號分辨困難等問題。即使通過采用干涉儀（SQUID）、巨磁阻傳感器（GMR）、霍爾元件等磁敏元件以及磁路屏蔽等方式可以改進靈敏度，但檢測速度過低的問題始終不能得到很好地解決，因而無法應用于大面積高速檢測場合。

因此，研究適用于大面積厚壁深裂紋缺陷高速檢測的渦流檢測探頭，在保障設備安全運行、評定設備壽命、降低設備維護成本等方面具有重要意義和前景。

發明內容

為了克服現有技術的不足，解決上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種檢測厚壁深裂紋缺陷的雙頻激勵圓形渦流探頭及檢測方法，通過兩個不同頻率的激勵線圈同時反向激勵，在試件材料中產生復合的渦流場，從而達到改變材料中渦流場的分布狀態和增加滲透深度的目的。和單一頻率（低頻激勵）、采用磁敏元件等現有技術相比，本發明可有效解決探頭分辨率低、靈敏度下降、檢測速度低、檢測信號分辨困難等問題，可用于厚壁構件深層裂紋缺陷的大批量高速檢測，為工業實際中厚壁深裂紋缺陷的檢測和評估提供準確可靠的判斷依據。

本發明采用的技術方案是：一種檢測厚壁深裂紋缺陷的雙頻激勵圓形渦流探頭，其特征在于：包括激勵探頭組件、檢測探頭組件和固定架；所述激勵探頭組件有兩組，以檢測探頭組件為中心，呈左右對稱分布；所述激勵探頭組件每組由1個激勵線圈和1個相應的激勵線圈安裝立柱組成，所述激勵線圈套在激勵線圈安裝立柱上；所述檢測探頭組件由檢測線圏和檢測線圈安裝立柱組成，所述檢測線圏套在檢測線圈安裝立柱上；所述固定架由立柱固定板和掃查部件連接件組成，所述立柱固定板與掃查部件連接件固定連接；所述激勵線圈安裝立柱底端和所述檢測線圈安裝立柱底端安裝在立柱固定板上；所述立柱固定板與掃查部件連接件固定連接。

進一步，所述雙頻激勵圓形渦流探頭整體通過所述掃查部件連接件與掃查部件可拆卸安裝。

進一步，所述激勵線圈為圓形渦流線圈，采用正弦雙頻率交流電流激勵。

進一步，所述檢測探頭組件有一組，由1個檢測線圈和1個對應的檢測線圈安裝立柱組成。

進一步，所述檢測線圈為圓形渦流線圈。