[發(fā)明專利]一種雙D聚焦線圈陣列遠(yuǎn)場渦流探頭及其檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111090288.2
• 申請日: 2021-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN113777156B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋凱;霍俊宏;李子璇;崔西明;張麗攀
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/90
• 分類號(hào): G01N27/90
• 代理公司: 南昌市平凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 36122
• 代理人: 張文杰

一種雙D聚焦線圈陣列遠(yuǎn)場渦流探頭及其檢測方法。雙D聚焦線圈陣列遠(yuǎn)場渦流探頭包括用于產(chǎn)生聚焦激勵(lì)磁場的激勵(lì)單元、用于拾取檢測信號(hào)的檢測單元以及用于屏蔽直接耦合通道電磁場的屏蔽單元，所述激勵(lì)單元包括呈一定角度傾斜的雙D激勵(lì)線圈和磁場結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的雙D聚焦線圈陣列遠(yuǎn)場渦流探頭，通過設(shè)置雙D聚焦線圈使得磁場聚焦至鉚接件，這樣可以使得線圈產(chǎn)生的低頻電磁場滲透至更深的深度，更加有利于檢測較深的埋深缺陷；此外，通過設(shè)置陣列檢測線圈呈線性陣列放置，這樣可利用陣列檢測信號(hào)對缺陷長度進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而避免重大事故的發(fā)生。此外，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于雙D聚焦線圈陣列遠(yuǎn)場渦流探頭的檢測方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛機(jī)鉚接結(jié)構(gòu)件檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種雙D聚焦線圈陣列遠(yuǎn)場渦流探頭及其檢測方法。

背景技術(shù)

鉚接結(jié)構(gòu)件是飛機(jī)結(jié)構(gòu)裝配的主要連接方式，飛機(jī)在飛行過程中，機(jī)體受到交變應(yīng)力的影響，鉚接部位孔周產(chǎn)生應(yīng)力集中從而萌生疲勞裂紋，導(dǎo)致機(jī)體斷裂造成重大事故。現(xiàn)有一種渦流檢測技術(shù)，因其具有無需耦合劑、檢測速度快、靈敏度高、在役檢測等優(yōu)點(diǎn)，所以渦流檢測技術(shù)廣泛應(yīng)用于飛機(jī)鉚接部件檢測，具體的，一般采用檢測線圈與激勵(lì)線圈橫跨鉚釘中心的遠(yuǎn)場渦流探頭，使其旋轉(zhuǎn)檢測鉚接結(jié)構(gòu)的孔周裂紋缺陷，但這種遠(yuǎn)場渦流檢測探頭只能有效檢測埋深較淺的裂紋缺陷，無法檢測埋深較深的隱藏缺陷，并且其無法有效評(píng)價(jià)裂紋長度，致使鉚接部件仍存在很大的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可有效檢測比原有技術(shù)埋深更深層次的缺陷和能評(píng)價(jià)裂紋缺陷長度的雙D聚焦陣列遠(yuǎn)場渦流檢測探頭及其檢測方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種雙D聚焦線圈陣列遠(yuǎn)場渦流探頭，包括用于產(chǎn)生聚焦激勵(lì)磁場的激勵(lì)單元、用于拾取檢測信號(hào)的檢測單元以及用于屏蔽直接耦合通道電磁場的屏蔽單元，所述激勵(lì)單元包括呈一定角度傾斜的雙D激勵(lì)線圈和磁場結(jié)構(gòu)，所述檢測單元包括陣列檢測線圈組和陣列磁路結(jié)構(gòu)，所述屏蔽單元包括第一屏蔽件、第二屏蔽件以及第三屏蔽件，所述屏蔽單元為多層屏蔽結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述雙D激勵(lì)線圈為兩個(gè)D型繞制線圈，所述雙D激勵(lì)線圈呈一定角度沿著所述激勵(lì)單元和所述檢測單元軸線軸對稱放置且繞向相同，所述磁場結(jié)構(gòu)為D形，所述雙D激勵(lì)線圈纏繞于所述磁場結(jié)構(gòu)中。

進(jìn)一步的，所述陣列檢測線圈組為矩形線性陣列線圈組，所述陣列磁路結(jié)構(gòu)為長方體，陣列檢測線圈組卷繞于陣列磁路結(jié)構(gòu)中。

進(jìn)一步的，所述第一屏蔽件包覆于所述雙D激勵(lì)線圈及所述磁場結(jié)構(gòu)上，所述第一屏蔽件和所述激勵(lì)單元均固設(shè)于所述第三屏蔽件上，所述第二屏蔽件包覆于所述陣列檢測線圈組及所述陣列磁路結(jié)構(gòu)上，所述第二屏蔽件和所述檢測單元均固設(shè)于所述第三屏蔽件上。

進(jìn)一步的，所述第一屏蔽件、所述第二屏蔽件均由鋁合金材料制成，所述第三屏蔽件由銅材料制成，所述磁場結(jié)構(gòu)、所述陣列磁路結(jié)構(gòu)材料均由鐵氧體或者硅鋼材料制成。

進(jìn)一步的，所述雙D激勵(lì)線圈同時(shí)通以同相位同頻的正弦激勵(lì)信號(hào)，所述雙D激勵(lì)線圈匝數(shù)一致。

進(jìn)一步的，述激勵(lì)單元和檢測單元橫跨鉚釘放置。

一種應(yīng)用于如上所述的雙D聚焦線圈陣列遠(yuǎn)場渦流探頭的雙D聚焦線圈陣列渦流檢測方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一：置于被檢鉚接結(jié)構(gòu)件上的雙D聚焦激勵(lì)線圈通以同相同頻的低頻正弦波信號(hào)，所述雙D聚焦激勵(lì)線圈呈一定傾斜角度放置在所述被檢測鉚接件中產(chǎn)生聚焦低頻磁場；

步驟二：所述激勵(lì)單元和所述檢測單元橫跨鉚釘放置，沿鉚接件鉚釘表面旋轉(zhuǎn)雙D聚焦陣列遠(yuǎn)場渦流檢測探頭，使置于孔邊呈線性陣列的陣列檢測線圈在遠(yuǎn)場區(qū)拾取蘊(yùn)含被檢鉚接件內(nèi)部缺陷信息的渦流場信號(hào)，并將信號(hào)發(fā)送給信號(hào)調(diào)理模塊及顯示模塊。