本发明涉及电磁感应探头,具体涉及一种全方向缺陷检测电磁感应探头和缺陷检测装置。
背景技术:
1、电磁感应探头一般包括一个激励部件和一个接收部件,以及相关的信号处理电路,激励部件和接收部件都是由一个磁芯外围绕设线圈组成,激励部件的线圈用于产生交变磁场,这个交变磁场会与被测材料相互作用,接收部件的线圈用于感应由被测材料产生的二次磁场,这个二次磁场是由被测材料中的涡流效应引起的。现有的电磁感应探头在实际检测过程中。对与其扫掠方向垂直的横向缺陷具有较好的检测灵敏度,但对与其扫掠方向平行的纵向缺陷的检测灵敏度较低。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题,提供一种全方向缺陷检测电磁感应探头和缺陷检测装置,其能够提高对纵向缺陷的检测灵敏度。
2、为达成上述目的,本发明采用如下技术方案:
3、技术方案一:一种全方向缺陷检测电磁感应探头,其包括:两激励部件,每一所述激励部件包括一螺旋绕制的激励线圈;两所述激励线圈串接并适于产生相同且方向相反的初级电磁场;两接收部件,每一所述接收部件包括一螺旋绕制的接收线圈;两所述接收线圈的绕制方向相反,并适于根据感生的次级电磁场形成感应信号;所述激励线圈和所述接收线圈的轴线方向平行;垂直于该轴线方向定义有正交的第一方向和第二方向,并定义有垂直于第一方向的第一平面;两所述激励部件沿第一方向相互靠近并排布置,所述第一平面位于两所述激励部件之间,且与两所述激励线圈的轴线距离一致;两所述接收部件沿第二方向相互靠近并排布置,两所述接收线圈的轴线位于所述第一平面。
4、基于技术方案一的技术方案二:定义与所述轴线方向垂直的第二平面,所述第二平面与两所述激励线圈、两所述接收线圈的轴线的交点依次连接形成的连线为菱形,且两所述接收线圈位于该菱形的长对角线上。
5、基于技术方案一的技术方案三:定义与所述轴线方向垂直的第二平面,所述第二平面与两所述激励线圈、两所述接收线圈的轴线的交点依次连接形成的连线为正方形。
6、基于技术方案三的技术方案四:所述激励线圈与接收线圈采用性质相同的铜线绕制。
7、基于技术方案四的技术方案五:两所述接收线圈的直径相等,所述激励线圈与接收线圈的直径相等。
8、基于技术方案五的技术方案六:所述激励部件还包括圆柱状的激励磁芯,所述接收部件还包括圆柱状的接收磁芯;所述激励线圈绕设于所述激励磁芯的周侧表面,且在激励部件的探测端一侧,激励磁芯的端部露出激励线圈预设长度;所述接收线圈绕设于所述接收磁芯的周侧表面,且在接收部件的感应端一侧,接收磁芯的端部露出接收线圈预设长度。
9、基于技术方案六的技术方案七:所述激励磁芯、接收磁芯均为铁氧体磁芯。
10、基于技术方案七的技术方案八:还包括壳体,所述壳体为包围两所述激励部件和两所述接收部件的圆筒形,且其外侧表面在对应于两激励部件的位置设有检测标志;所述壳体设有用于露出所述激励部件的探测端和接收部件的接收端的开口。
11、基于技术方案八的技术方案九:所述壳体为铝合金材质。
12、此外,本发明还提供技术方案十:一种缺陷检测装置,其包括交变电源和信号处理器,其还包括如技术方案一至九任一项所述的全方向缺陷检测电磁感应探头,所述探头接入所述交变电源并向所述信号处理器发送感应信号。
13、由上述对本发明的描述可知,相对于现有技术,本发明具有如下有益效果:
14、技术方案一提供一种全方向缺陷检测电磁感应探头,该探头包括两个激励部件和两个接收部件,其中激励部件包括一个激励线圈,两个激励线圈串接,当接入交变电源时,两个激励线圈可以产生相同强度但方向相反的初级电磁场,该初级电磁场接近被测材料时,被测材料的涡流形成次级电磁场,两个接收部件中的接收线圈会根据次级电磁场产生感应信号,将该感应信号输出至相应的信号处理器,即可根据该感应信号的变化判断被测材料表面缺陷情况。
15、在该技术方案中,对激励部件和接收部件的位置进行了特殊限定;其中,两个激励线圈沿第一方向并排靠近布置,这使得两个激励线圈在第一平面的位置形成中性特征面,同时这两个激励线圈可以各自地对一部分的范围内的缺陷进行检测,二者结合使得该探头具有全方向的检测能力,这种更大范围的检测能力,使得探头在扫掠过被测材料表面时,即使被测材料表面存在纵向缺陷,也有更大的概率落入到探头的检测范围内,从而提高了对纵向缺陷的检测能力;但是,该种布局的激励部件会导致接收部件难以配置,本技术方案中特别地将两个接收线圈设置在第一平面的位置,此时两个激励线圈产生的初级电磁场在该平面位置上基本抵消,从而减小了激励线圈对接收线圈产生的电磁干扰,提高了接收线圈对次级电磁场的感应灵敏度,具有噪声抑制、信号增强的效果;同时设置两个接收线圈,起到差分检测的作用,二者的位置相互对称,能够提高感应信号的一致性,并且有助于减少因探头姿势变化伙其他外部因素引起的检测误差,提高检测结果的可靠性。
16、技术方案二中,限定了两个激励线圈和两个接收线圈的位置关系,两个激励线圈位置更接近,在激励信号强度较低的情况下,可以提供对纵向缺陷检测更高的灵敏度,而令两个接收线圈位置更远离,除了可以减少激励线圈对接收线圈的干扰外,还可以提高探头的检测范围,有助于探头对纵向缺陷的检测。
17、技术方案三中,限定了两个激励线圈和两个接收线圈的位置关系,呈正方形的相对位置保证了在检测过程中形成的两个初级电磁场的位置相对应,并且生成的感应信号的强度也是一致的,从而减少了因探头位置变化导致的检测误差,提高了检测准确性。
18、技术方案四中,采用相同性质的铜线可以确保线圈的电阻、电感和其他电特性相匹配,从而保证电磁场的产生和接收过程中的一致性。
19、技术方案五中,直径相等的激励线圈和接收线圈使得产生和感应的电磁场具有相似的空间分布特性,确保激励和接收线圈之间的电磁耦合效率最大化,有利于提高探头的检测精度。
20、技术方案六中,圆柱状磁芯可以增强线圈的磁场强度和集中性;同时,通过在探测端和感应端露出预设长度的磁芯,磁芯接触到被测材料表面的时候,线圈距离被测材料表面还有一定的距离,从而使得初级电磁场与被测材料之间的相互作用范围更广,相应的接收线圈能够对更大范围的次级电磁场产生感应,从而通过优化电磁场的分布,提高探头的探测能力。
21、技术方案七中,铁氧体磁芯具有高磁导率和低损耗的特点,能够有效提高线圈的磁场强度,同时减少高频电流中的能量损失。
22、技术方案八中,设置圆筒形的壳体,并在壳体上对应两个激励部件的位置设置了检测标志,检测标志可以方便地确定探头内部激励部件的位置,这两个位置对应了检测范围中具有更高灵敏度的部分,可以方便地供工作人员确定探头的扫掠方向和姿势。
23、技术方案九中,采用铝合金作为壳体材料,可以减少外部电子噪音的影响。
24、技术方案十提供一种缺陷检测装置,该缺陷检测装置采用了上述的探头,具有全方向的缺陷检测能力。
1.一种全方向缺陷检测电磁感应探头,其特征是,包括:
2.如权利要求1所述的一种全方向缺陷检测电磁感应探头,其特征是,定义与所述轴线方向垂直的第二平面,所述第二平面与两所述激励线圈(2)、两所述接收线圈(4)的轴线的交点依次连接形成的连线为菱形,且两所述接收线圈(4)位于该菱形的长对角线上。
3.如权利要求1所述的一种全方向缺陷检测电磁感应探头,其特征是,定义与所述轴线方向垂直的第二平面,所述第二平面与两所述激励线圈(2)、两所述接收线圈(4)的轴线的交点依次连接形成的连线为正方形。
4.如权利要求2或3所述的一种全方向缺陷检测电磁感应探头,其特征是,所述激励线圈(2)与接收线圈(4)采用性质相同的铜线绕制。
5.如权利要求4所述的一种全方向缺陷检测电磁感应探头,其特征是,两所述接收线圈(4)的直径相等,所述激励线圈(2)与接收线圈(4)的直径相等。
6.如权利要求5所述的一种全方向缺陷检测电磁感应探头,其特征是,所述激励部件(1)还包括圆柱状的激励磁芯(6),所述接收部件(3)还包括圆柱状的接收磁芯(7);所述激励线圈(2)绕设于所述激励磁芯(6)的周侧表面,且在激励部件(1)的探测端一侧,激励磁芯(6)的端部露出激励线圈(2)预设长度;所述接收线圈(4)绕设于所述接收磁芯(7)的周侧表面,且在接收部件(3)的感应端一侧,接收磁芯(7)的端部露出接收线圈(4)预设长度。
7.如权利要求6所述的一种全方向缺陷检测电磁感应探头,其特征是,所述激励磁芯(6)、接收磁芯(7)均为铁氧体磁芯。
8.如权利要求6所述的一种全方向缺陷检测电磁感应探头,其特征是,还包括壳体(8),所述壳体(8)为包围两所述激励部件(1)和两所述接收部件(3)的圆筒形,且其外侧表面在对应于两激励部件(1)的位置设有检测标志(9);所述壳体(8)设有用于露出所述激励部件(1)的探测端和接收部件(3)的接收端的开口。
9.如权利要求8所述的一种全方向缺陷检测电磁感应探头,其特征是,所述壳体(8)为铝合金材质。
10.一种缺陷检测装置,其包括交变电源和信号处理器,其特征是,还包括如权利要求1-9任一项所述的全方向缺陷检测电磁感应探头,所述探头接入所述交变电源并向所述信号处理器发送感应信号。