[發明專利]一種動生渦流傳感器及金屬構件在線缺陷檢測方法

在審

• 申請號: 202310273472.3
• 申請日: 2023-03-21
• 公開（公告）號: CN116124880A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 于亞婷;楊維;盧雅麗;王豐龍;孫誠
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開一種動生渦流傳感器及金屬構件在線缺陷檢測方法，應用于無損檢測領域，針對動生渦流尚未有運用于運動金屬構件表面缺陷的檢測的問題；本發明首先提出一種磁傳感器，該傳感裝置包括一塊長方體永磁鐵；設置在永磁鐵一側的傳感器；用于固定永磁鐵和傳感器的夾具；本發明還提出一種基于該結構傳感器的檢測方法，可實現對運動金屬構件表面缺陷大小的定量無損檢測，本發明提供的基于動生渦流的磁傳感器可以檢測運動金屬構件缺陷的大小，可實現對運動金屬構件表面缺陷的監測。

技術領域

本發明屬于無損檢測領域，特別涉及一種傳感器及基于其的無損檢測技術。

背景技術

由于科學技術和工業生產迅速發展，對材料性能的要求愈來愈高，然而當前冶金技術不可能提供完美無缺的材料。同時各種設備在制造過程中也會產生這樣或那樣的缺陷，如焊接中的氣孔、夾渣、未焊透等,鑄造中的縮松、氣孔等，鍛造中的白點、折迭等，當承載零部件，特別是高速的零部件存在缺陷時，往往是十分危險的，有時甚至會使整個機構損毀，引起重大設備人身事故，造成重大損失。

無損檢測經過幾十年的發展，目前已經形成了一個較為完善的理論體系。當前無損檢測領域的主要方法有超聲檢測、激光檢測和電磁檢測等。目前較常用的電磁無損檢測技術是渦流無損檢測技術和漏磁無損檢測技術。不管是渦流無損檢測還是漏磁無損檢測，由于線圈和永磁體的存在，當探頭相對于金屬導體運動時，在金屬導體中就會產生動生渦流。動生渦流對原有電磁無損檢測系統中的檢測信號形成干擾，影響了檢測的精度，但動生渦流也對金屬導體中的不連續特征敏感，可出現新的特征信號對不連續特征進行識別。

目前已有學者利用動生渦流對金屬構件的淺表面缺陷進行無損檢測，但依然有很多問題值得探討。如表面缺陷深度、寬度等幾何尺寸與渦流檢測信號之間的定量關系；這種定量關系與運動速度之間的關系；檢測起始和結束階段的運動加速度對測量結果產生的影響；當金屬導體為鐵磁性材料時，動生渦流無損檢測的特征信號等。

相關現有技術如下：

一種輪式渦流漏磁檢測傳感器及檢測方法中提出了一種輪式渦流漏磁檢測傳感器及檢測方法，傳感器采用磁性輪設計，增加可交直流磁化且強度可控的勵磁線圈，使傳感器同時拾取渦流感應信號和漏磁場信號，從而提高對被檢鋼板近表面的檢測深度與表面靈敏度，通過分析渦流感應信號和漏磁場信號的變化，可間接得到被檢鋼板表面及近表面裂紋缺陷的大小、位置、深度等信息，進一步的，傳感器采用多輪品字形結構，對被檢鋼板實施大面積滾動掃查檢測，大大提高檢測效率。

基于渦流傳感的金屬表面缺陷檢測方法研究針對發動機渦輪葉片在制造及服役的過程中極易產生微裂紋的問題，以航空鋁合金6A02為研究對象，對傳統的渦流傳感探頭進行了有限元建模及參數優化。分析了激勵線圈與特定被測金屬材料耦合作用時的傳感特性，基于巨磁阻(GMR)芯片設計了用于檢測微細裂紋的電渦流探頭并開發了相應的測試系統，研究了探頭掃描方向與GMR芯片敏感軸對檢測結果的影響，提出了基于小波分析的噪聲消除和特征識別的數據處理方法，得到了良好的效果。

一種基于動生渦流的金屬管壁厚測量方法及裝置公開了一種基于動生渦流的金屬管壁厚測量方法及裝置，基于動生渦流效應對金屬管壁厚進行檢測，特別適用于金屬管高速檢測環境。

高速漏磁檢測過程中管道內外壁缺陷定位方法研究提出一種基于動生渦流的高速漏磁檢測過程中管道內外壁缺陷的定位區分方法，利用渦流磁場與外磁場的耦合作用時內外壁磁場信號的變化差異特征區分缺陷位置。

Sub-surface?defect?detection?with?motion?induced?eddy?currents?inaluminium提出了一種基于動生渦流檢測非鐵磁性材料中亞表面缺陷的方法，方法為一個包括永磁鐵和傳感器的探頭在具有亞表面缺陷的鋁板附近移動以獲取數據。