[其他]新型渦流探傷傳感器

無效

• 申請號: 86203636
• 申請日: 1986-05-30
• 公開（公告）號: CN86203636U
• 公開（公告）日: 1987-04-22
• 發明（設計）人: 黃興運;邵爾玉
• 申請（專利權）人: 洛陽工學院
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90;G01D5/12
• 代理公司: 洛陽市專利事務所
• 代理人: 吳磊,羅鐵

本實用新型屬于點式傳感器，用于動態渦流探傷。

目前，國內外傳統的點式渦流探傷傳感器基本具備三種結構：單線圈繞組“絕對式”（圖1），三線圈“磁差式”（圖2）及“電差式”自比較傳感器（圖3a、b），其共同特征是激勵線圈和檢測線圈繞組間耦合較弱，互感系數小，渦流密度低。由于無損檢測參數的限制，傳感器的電參數不能控制到最佳狀態，影響傳感器的靈敏度，信噪比及分辨率。再者，主要用于渦流探傷的后二種傳感器都具備差分繞則組磁性材料加工困難，調試“差分”輸出零點困難，頻帶窄，廢品率高。對于特殊場合及超小型傳感器上述問題更為突出。文獻昭56－163450提出了結構為并置的兩個檢測線圈的中心在兩個激勵線圈內圓周上，且為二線圈外側內圓周線上的渦流探傷傳感器，提高了渦流密度。由于此類傳感器只使用線圈繞組體積大，導磁率μ、品質因數Q、電感L、磁場強度H、磁感應強度B和磁通量φ均較低。由于相鄰的兩組激勵線圈內側感應電勢互相抵消，使渦流密度降低，并且該傳感器只適用于板材的慢速手動檢測，不能適用高速動態檢測。

本實用新型的目的是，提供一種用于動態檢測，結構新、體積和探傷尺寸可變，無損檢測和電參數兼顧的新型渦流探傷點式傳感器。

本實用新型的目的，是通過采用一個由半導體鐵磁材料做磁芯繞制的激勵線圈繞組和二個或者二個以上的偶數個分別由磁芯繞制的檢測線圈繞組組合后來實現的，檢測線圈的中心置于激勵線圈繞組的內圓圓周線與通過圓心的直線之間的交點上，形成每兩個檢測線圈為一組，對稱置放。對于二個以上檢測線圈，同時要組間對稱置放（圖5）。激勵線圈和檢測線圈用磁芯，選用同種材料做的磁芯。檢測線圈的中心置于激勵繞組磁力線最集中的繞組線圈的內圓周線上，提高了渦流密度。激勵線圈和檢測線圈繞組采用幾種金屬氧化物組成的鐵磁半導體材料做磁芯，此類軟磁材料有極高的電阻率，其磁化曲線和磁滯回線在很寬的頻帶內保持著高導磁率，磁滯回線的面積很小，表征鐵氧體材料在音頻、高頻范圍內幾乎不存在渦流損耗。

本實用新型的優點在于采用磁芯繞制的傳感器具有高磁導率，高飽和磁感應強度，高品質因數、同樣參數下的小體積。在滿足無損檢測參數前提下，電參數同普通傳感器相比，Q值提高2－3倍，分布電容減小1／2－1／3，電感量提高1倍使傳感器綜合參數均有提高，且有較寬的頻帶，繞組大都能在所適應的頻帶內諧振在激勵頻率上，另外加工工藝簡單“差分”調零容易，成品率高，可在95％左右。該類傳感器已使用于高線速度，高載荷，有潤滑油惡劣工況下的接觸疲勞裂紋動態檢測，同時也適用其它行業任何規則性的黑色、有色金屬轉動件，軸類、輥類、輪類和各種試驗機上轉動試樣等的動態探傷和振動檢測。下面是附圖說明：

圖1、2、3為傳統渦流探傷點式傳感器的結構示意圖，其中圖1為“絕對式”單線圈繞組傳感器，圖2為激勵繞組差分的“磁差式”傳感器。圖3（a）（b）給出了“電差式”自比較傳感器。圖4為昭56－163450所指示的二組激勵線圈結構存在的弱點，兩勵磁線圈相鄰側磁力線互相抵消，減少渦流密度。圖5為我們實用新型所指示的新型渦流探傷傳感器的結構示意圖，a為激勵磁芯，a′a′為兩個檢測線圈磁芯。右側為結構剖面圖，圖6揭示了新型傳感器繞制數據應遵循的原則。匝數（N）過多過少都會影響傳感器的靈敏度和品質因數。

下面通過實施例進一步闡明本實用新型的內容。首先根據使用的激勵頻率范圍來選擇不同的磁芯。激勵繞組的磁芯直徑和檢測繞組線圈磁芯直徑的比值遵循以下原則：二個或二個以上偶數個檢測線圈兩兩中心距離，包括二個線圈的厚度在內，等于激勵線圈磁芯的外徑。兩磁芯長度的比例原則是，在滿足無損檢測參數和加工許可的前提下，檢測線圈磁芯長度盡可能短，激勵線圈磁芯適傳感器體積要求而定。傳感器的繞制數據是一條有極值的曲線（圖6）應選擇中間平坦部分，過多過少都降低靈敏度和Q值。根據不同的探傷尺寸要求，可以靈活的進行激勵和檢測繞組的不同尺寸組合。調試好的繞組封入固定骨架，做好外引線經過標定即可使用。