[發明專利]平面旋轉渦流檢測傳感器及檢測方法

有效

• 申請號: 201810792497.3
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN109115867B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 韓贊東;張瑛;吳東翰
• 申請（專利權）人: 清華大學;倉信無損檢測設備蘇州有限公司
• 主分類號: G01N27/904
• 分類號: G01N27/904
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

本發明公開了一種平面旋轉渦流檢測傳感器及方法，其中，傳感器包括：多個探頭，所述多個探頭在同一平面上按同一方向排列設置；線圈，所述線圈位于所述多個探頭上；定子；以及轉子，所述轉子與傳感器同軸，且包覆于所述定子內，通過變壓器耦合以在所述轉子旋轉時，產生旋轉移動的渦流激勵場，并對提離效應進行補償，以得到檢測結果。該傳感器具有大幅提升檢測效率，對提離效應進行補償以增加檢測靈敏度的優點且使用方便，適用性廣。

技術領域

本發明涉及渦流檢測傳感器技術領域，特別涉及一種平面旋轉渦流檢測傳感器及檢測方法。

背景技術

大型金屬板材在當今工業的應用非常廣泛，舉凡航空航天、船舶甚至軍事領域都能見其蹤影。金屬板材在制造和使用過程中，由于受到內、外應力、自然磨耗或震動、撞擊等原因，不可避免地會產生疲勞裂紋或其他缺陷，造成金屬板材的質量下降，一旦出現事故將造成嚴重的人員及財務損失。因此，如何能高效、精準的檢測出金屬板材的裂紋及缺陷，是檢測領域的重要課題。

渦流檢測不需耦合劑，可以實現非接觸檢測，因此檢測速度可以很高。渦流檢測對試件表面的缺陷也非常敏感，故非常適合用于檢測大型金屬板材的表面或近表面缺陷。當通有交流電的探頭線圈接近試件表面時，會在試件表面形成一渦流場。無缺陷時，渦流場呈穩定狀態，但當檢測探頭經過缺陷時，試件內部的渦流場會有變化，線圈的阻抗也隨之改變，進而影響線圈電壓信號，透過分析此信號，能對試件質量做出有效判斷。

現有技術中，為了實現對大型金屬板材的高效檢測，常用的有兩種方法：一是采用多自由度自動掃查裝置驅動渦流探頭進行自動檢測，但缺點是需要配置復雜的掃查裝置，使用靈活性和適用性也不好。二是多采多通道渦流陣列式探頭進行手動掃查，雖然檢測效率提高，但因每組探頭皆須搭配相應的檢測電路，儀器昂貴；而且探頭之間存在間距，僅進行一次掃查，容易有漏檢的情況，通常需要進行二次掃查以實現全覆蓋。目前陣列式掃查機構的靈敏度受限于探頭固有的排列方式，對某些方向裂紋的靈敏度不高，容易出現漏檢情形。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種平面旋轉渦流檢測傳感器，具有大幅提升檢測效率，增加檢測靈敏度、使用方便和適用性廣的優點。

本發明的另一個目的在于提出一種平面旋轉渦流檢測方法。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出了一種平面旋轉渦流檢測傳感器，包括：多個探頭，所述多個探頭在同一平面上按同一方向排列設置；線圈，所述線圈位于所述多個探頭上；定子；以及轉子，所述轉子與傳感器同軸，且包覆于所述定子內，通過變壓器耦合以在所述轉子旋轉時，產生旋轉移動的渦流激勵場，并對提離效應進行補償，以得到檢測結果。

本發明實施例的平面旋轉渦流檢測傳感器通過將傳感器與轉子連接，轉子上配置數個線圈，轉子線圈與外圍定子線圈用變壓器耦合原理實現信號有效傳遞，同時配合傳感器上絕對線圈，針對試件表面不均勻所產生的提離效應做出抑制或補償，具有大幅提升檢測效率，對提離效應進行補償以增加檢測靈敏度的優點且使用方便，適用性廣。

另外，根據本發明上述實施例的平面旋轉渦流檢測傳感器還可以具有以下附加的技術特征：

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述線圈包括：檢測線圈、激勵線圈和絕對線圈，用以傳遞渦流信號。

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述檢測線圈包括：第一至第四檢測線圈，第一檢測線圈和第三檢測線圈采用“8字”繞法反向連接，第二檢測線圈和第四檢測線圈采用“8 字”繞法反向連接，且兩對檢測線圈并聯，以輸出檢測信號。

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述激勵線圈包括：第一激勵線圈和第二激勵線圈，所述第一激勵線圈和第二激勵線圈繞在所述檢測線圈外圍并通交流電，以使所述檢測線圈產生感應電壓，第一激勵線圈和第二激勵線圈串聯，以實現等電流激勵和獨立激勵。