[發明專利]針對鋼絲繩斷絲缺陷檢測的S型陣列渦流探頭及檢測方法

有效

• 申請號: 201811149096.2
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109115869B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 陳振茂;于小杰;李鵬;陳洪恩;解社娟;葉偉
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;新疆維吾爾自治區特種設備檢驗研究院
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.針對鋼絲繩斷絲缺陷檢測的S型陣列渦流探頭，包括激勵探頭裝置和檢出探頭裝置，其特征在于：所述激勵探頭裝置套在鋼絲繩(1)外，由圓柱線圈骨架(2)以及螺旋狀纏繞在圓柱線圈骨架(2)內側的三部分間隔分布的激勵線圈導線(3)組成；檢出探頭裝置由多個沿著螺旋線方向陣列的橢圓形線圈骨架(4)和纏繞在橢圓形線圈骨架(4)上的檢出線圈(5)組成，橢圓形線圈骨架(4)兩兩緊密排布，緊密排布的兩個橢圓形線圈骨架(4)及其上纏繞的檢出線圈(5)組成一個差動渦流檢測單元(6)，差動渦流檢測單元(6)中的兩個相鄰檢出線圈(5)信號相減，即獲得差動渦流檢測單元(6)的檢出信號即緊密排布的兩個橢圓形線圈骨架(4)相切處的檢出信號；所述檢出探頭裝置的差動渦流檢測單元(6)沿螺旋線附在激勵線圈導線(3)上；鋼絲繩(1)置于所述激勵線圈導線(3)產生的交變磁場中，其表面和近表面會感生出沿鋼絲繩螺旋扭轉方向分布的渦流。

2.根據權利要求1所述的針對鋼絲繩斷絲缺陷檢測的S型陣列渦流探頭，其特征在于：所述激勵線圈導線(3)由三部分組成，在圓柱線圈骨架(2)橫截面上等間距分布，其中相鄰的兩部分激勵線圈導線(3)在圓柱線圈骨架(2)外側連接，實際只有一束激勵線圈導線。

3.根據權利要求1所述的針對鋼絲繩斷絲缺陷檢測的S型陣列渦流探頭，其特征在于：所述激勵線圈導線(3)呈螺旋線型纏繞在圓柱線圈骨架(2)上，螺旋線的升角為180°。

4.根據權利要求1所述的針對鋼絲繩斷絲缺陷檢測的S型陣列渦流探頭，其特征在于：所述差動渦流檢測單元(6)總數為9個，分布于圓柱線圈骨架(2)內側的三個等間距高度上，每個高度間隔120度放置一個差動渦流檢測單元(6)，對應的，所述橢圓形線圈骨架(4)和檢出線圈(5)的數量為18個。

5.采用權利要求1至4任一項所述的針對鋼絲繩斷絲缺陷檢測的S型陣列渦流探頭進行缺陷檢測的方法，其特征在于：

首先，向激勵線圈導線(3)中通入穩態的正弦激勵電流，周圍產生交變磁場，置于該交變磁場中的鋼絲繩(1)中將感生出交變渦流場，交變的渦流又會感生出次生磁場，斷絲缺陷的存在會影響次生磁場，導致檢出線圈(5)的檢出信號發生相應變化；

其次，在激勵過程中，附在激勵線圈導線(3)上的每組差動渦流檢測單元(6)的兩個檢出線圈(5)均產生檢出信號，差動渦流檢測單元(6)中的兩個相鄰檢出線圈(5)信號相減，即獲得差動渦流檢測單元(6)的檢出信號即緊密排布的兩個橢圓形線圈骨架(4)相切處的檢出信號，通過分析差動渦流檢測單元(6)檢出信號的變化即獲得斷絲缺陷的位置；能夠有效降低探頭提離距離和傾斜角度改變的干擾；

最后，圓柱線圈骨架(2)能夠在鋼絲繩(1)上沿軸向移動進行軸向掃描，與此同時附在激勵線圈導線(3)上的差動渦流檢測單元(6)也會在鋼絲繩(1)軸向保持同步運動；多個陣列的差動渦流檢測單元(6)實時捕捉當前軸向位置的檢出信號，提取每個差動渦流檢測單元(6)檢出信號與無缺陷鋼絲繩檢出信號進行比較，即可判斷缺陷的具體位置。