[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201811149096.2
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109115869B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳振茂;于小杰;李鵬;陳洪恩;解社娟;葉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學;新疆維吾爾自治區(qū)特種設(shè)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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會俠

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，該探頭包括激勵探頭裝置和檢出探頭裝置，所述激勵探頭裝置套在鋼絲繩外，由圓柱線圈骨架以及螺旋狀纏繞在圓柱線圈骨架內(nèi)側(cè)的三部分間隔分布的激勵線圈導(dǎo)線組成；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和纏繞在橢圓形線圈骨架上的檢出線圈組成，緊密排布的兩個橢圓形線圈骨架及其上纏繞的檢出線圈組成一個差動渦流檢測單元；所述檢出探頭裝置的差動渦流檢測單元沿螺旋線附在激勵線圈導(dǎo)線上；鋼絲繩置于所述激勵線圈導(dǎo)線產(chǎn)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(zhuǎn)方向分布的渦流；本發(fā)明具有檢測效率高和檢測精度高等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電磁無損檢測探頭，具體涉及一種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。

背景技術(shù)

鋼絲繩是工程中應(yīng)用的一種撓性(只受到拉力)構(gòu)件，它在煤炭、冶金、交通、運輸、建筑和旅游等國民經(jīng)濟各主要行業(yè)和部門得到廣泛應(yīng)用。其質(zhì)量也被國內(nèi)多個行業(yè)所關(guān)注，并投入大量人力、物力進行鋼絲繩使用研究和產(chǎn)品開發(fā)工作，其重要性不言而喻。鋼絲繩在使用過程中會發(fā)生斷絲、變形和磨損等缺陷，從而造成局部缺陷和斷面損失，影響設(shè)備可靠工作，威脅人身和設(shè)備安全，因此定期對其進行無損檢測和安全評價十分必要。

目前針對鋼絲繩的無損檢測方法主要是漏磁檢測法。漏磁檢測法具有操作簡單、顯示結(jié)果直觀等優(yōu)點，但是，也存在檢測效率低，需要事先對鋼絲繩進行磁化以及缺乏其他方法驗證等問題。而渦流檢測法是基于電磁感應(yīng)原理的表面及近表面缺陷檢測方法，具有非接觸，無需耦合介質(zhì)，檢測速度高，易于實現(xiàn)自動化檢測，對表面缺陷的檢測靈敏度高等優(yōu)點，是一種針對鋼絲繩缺陷進行定量無損評價的有效方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種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，鋼絲繩置于所述激勵線圈產(chǎn)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(zhuǎn)方向分布的渦流，各組差動渦流檢測單元可獲得單元中心點處的檢出信號，有效降低探頭提離距離和傾斜角度改變的干擾，具有檢測效率高和檢測精度高等優(yōu)點。

為達到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

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(nèi)側(cè)的三部分間隔分布的激勵線圈導(dǎo)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(dǎo)線3上；鋼絲繩1置于所述激勵線圈導(dǎo)線3產(chǎn)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(zhuǎn)方向分布的渦流。

所述激勵線圈導(dǎo)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(dǎo)線3在圓柱線圈骨架2外側(cè)連接，實際只有一束激勵線圈導(dǎo)線。

所述激勵線圈導(dǎo)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°。

所述差動渦流檢測單元6總數(shù)為9個，分布于圓柱線圈骨架2內(nèi)側(cè)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(yīng)的，所述橢圓形線圈骨架4和檢出線圈5的數(shù)量為18個。

所述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，首先，向激勵線圈導(dǎo)線3中通入穩(wěn)態(tài)的正弦激勵電流，周圍產(chǎn)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(dǎo)致檢出線圈5的檢出信號發(fā)生相應(yīng)變化；