專利名稱：旋轉(zhuǎn)渦電流探傷探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)渦電流探傷探頭，其將多個(gè)渦電流探傷探頭安裝到旋轉(zhuǎn) 圓盤上，一邊旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)圓盤一邊移動(dòng)(掃描)進(jìn)行探傷。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中提出了一種旋轉(zhuǎn)渦電流探傷探頭，其將多個(gè)渦電流探傷探頭安裝到 旋轉(zhuǎn)圓盤上，通過一邊使該旋轉(zhuǎn)圓盤旋轉(zhuǎn)一邊移動(dòng)，對(duì)金屬等的導(dǎo)體的全方向的瑕疵進(jìn)行 探傷(例如，參照日本特開2007-248169號(hào)公報(bào))。在本申請(qǐng)中，將渦電流探傷探頭稱為渦流探頭，將在旋轉(zhuǎn)圓盤上安裝有多個(gè)渦電 流探傷探頭的物體稱為旋轉(zhuǎn)渦電流探傷探頭。而且，還將旋轉(zhuǎn)渦電流探傷探頭簡(jiǎn)稱為旋轉(zhuǎn) 渦流探頭。而且，線圈軸指的是成為構(gòu)成線圈的繞線的螺旋狀線匝(卷回)的中心的軸，線圈 面指的是與線圈軸垂直的面。通過圖7對(duì)在旋轉(zhuǎn)圓盤上安裝4個(gè)渦流探頭的現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)渦流探頭進(jìn)行說明。圖7 (al)是旋轉(zhuǎn)渦流探頭和被檢查體的俯視圖，圖7 (a2)是圖7 (al)的X4部分的 箭頭方向的截面圖，圖7(b)是示出通過旋轉(zhuǎn)渦流探頭所檢測(cè)出的瑕疵信號(hào)的振幅特性的 圖表。旋轉(zhuǎn)渦流探頭RP2包括4個(gè)θ型的渦流探頭Ρ31 Ρ34和旋轉(zhuǎn)圓盤211，其中渦 流探頭Ρ31 Ρ34通過鑄造的方式埋入旋轉(zhuǎn)圓盤211內(nèi)，并與被檢查有無瑕疵的被檢查體 22的檢查面相對(duì)配置。θ型渦流探頭包括對(duì)被檢查體激發(fā)渦流的勵(lì)磁線圈，以及配置于勵(lì) 磁線圈的內(nèi)側(cè)、對(duì)被檢查體被激發(fā)的渦電流進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)線圈，兩個(gè)線圈各自的線圈面 互相垂直配置。勵(lì)磁線圈的線圈面與旋轉(zhuǎn)圓盤211的旋轉(zhuǎn)面平行，檢測(cè)線圈的線圈面與旋 轉(zhuǎn)圓盤211的旋轉(zhuǎn)面垂直。旋轉(zhuǎn)圓盤211是通過旋轉(zhuǎn)軸212的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的，旋轉(zhuǎn)軸 212是由馬達(dá)(圖中未示出)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的。4個(gè)渦流探頭Ρ31 Ρ34在旋轉(zhuǎn)中心Ds2的周圍在圓周方向上以大約相等的間隔 (90度的間隔)依次配置，在4個(gè)渦流探頭P31 P34中，渦流探頭P31、P33夾著旋轉(zhuǎn)中心 Ds2位于兩側(cè)，渦流探頭P32、P34夾著旋轉(zhuǎn)中心Ds2位于兩側(cè)。即4個(gè)渦流探頭P31 P34 由渦流探頭P31、P33的組合和渦流探頭P32、P34的組合而構(gòu)成，一個(gè)組合的檢測(cè)線圈的線 圈面與另一個(gè)組合的檢測(cè)線圈的線圈面互相垂直，并且線圈軸也互相垂直。在這里對(duì)利用旋轉(zhuǎn)渦流探頭RP22對(duì)圖7 (al)中的被檢查體22進(jìn)行探傷時(shí)所檢測(cè) 出的瑕疵信號(hào)進(jìn)行說明。在被檢查體22的檢查面上形成有與旋轉(zhuǎn)渦流探頭RP2的移動(dòng)方向(X5方向)平 行的較長(zhǎng)的瑕疵F31、與移動(dòng)方向傾斜交差的瑕疵F32及與移動(dòng)方向垂直相交的瑕疵F33。 瑕疵F31、F32、F33的尺寸均為長(zhǎng)(長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度)150mm、寬(短邊的寬度)0. 5mm、深0. 3mm。旋轉(zhuǎn)渦流探頭RP2通過勵(lì)磁線圈對(duì)被檢查體激發(fā)渦電流，通過檢測(cè)線圈對(duì)被檢查 體被激發(fā)出的渦電流進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)線圈所檢測(cè)到的檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)出瑕疵。4個(gè)檢測(cè)線圈和動(dòng)連接(和動(dòng)連続)。該檢測(cè)線圈檢測(cè)出的信號(hào)被稱為瑕疵信號(hào)。如果使旋轉(zhuǎn)渦流探頭RP2 —邊旋轉(zhuǎn)一邊沿著被檢查體22的檢查面向X5方向移動(dòng) 的話，瑕疵F31、F32可以被檢測(cè)到，但瑕疵F33就不能被充分地檢測(cè)到。即由瑕疵F33引起 的瑕疵信號(hào)如圖7(b)所示。在圖7(b)中，縱軸的檢測(cè)比表示檢測(cè)出的瑕疵信號(hào)的振幅與 檢測(cè)出的瑕疵信號(hào)的最大振幅的比例，橫軸表示旋轉(zhuǎn)渦流探頭RP2向X5方向移動(dòng)的幅度。 其中橫軸的0點(diǎn)相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)渦流探頭RP2的旋轉(zhuǎn)中心Ds2移動(dòng)到瑕疵F33的正上方時(shí)的位 置。圖中的矩形的虛線表示在瑕疵F33的前后、瑕疵信號(hào)的檢測(cè)比為_3dB以上的范圍，以 及可以進(jìn)行瑕疵檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)渦流探頭的移動(dòng)幅度的范圍。這里，_3dB —般被認(rèn)為是對(duì)于瑕 疵檢測(cè)來說有效的信號(hào)檢測(cè)比，如果信號(hào)檢測(cè)比在_3dB以上，則判斷存在瑕疵。在圖7(b)的情況下，盡管存在瑕疵，但在圖中標(biāo)有箭頭的兩處，瑕疵信號(hào)的檢測(cè) 比卻沒有達(dá)到_3dB，這表示存在難以進(jìn)行瑕疵信號(hào)檢測(cè)的區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)渦流探頭難以檢測(cè)到方向與旋轉(zhuǎn)渦流探頭的移動(dòng)方向垂直 相交的瑕疵，因此，如果用于全部方向的瑕疵檢測(cè)，現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)渦流探頭的檢測(cè)能力是不夠 的。鑒于以上問題，本申請(qǐng)發(fā)明的目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)渦流探頭，其可以檢測(cè)包括 方向與旋轉(zhuǎn)渦流探頭的移動(dòng)方向垂直相交的瑕疵的全部方向的瑕疵。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，一種旋轉(zhuǎn)渦電流探傷探頭，其對(duì)被檢查體的瑕疵進(jìn)行探傷，其 特征在于，包括旋轉(zhuǎn)圓盤(111)；以及4個(gè)θ型的渦電流探傷探頭(Ρ11、Ρ21、Ρ12、Ρ22)， 在所述旋轉(zhuǎn)圓盤(111)的圓周方向上以大約相等的間隔安裝在所述旋轉(zhuǎn)圓盤(111)的旋轉(zhuǎn) 中心(Dsl)的周圍，以夾著旋轉(zhuǎn)中心(Dsl)位于兩側(cè)的2個(gè)渦電流探傷探頭作為1組渦電 流探傷探頭，所述4個(gè)渦電流探傷探頭(Ρ11、Ρ21、Ρ12、Ρ22)由2組這樣的渦電流探傷探頭 構(gòu)成，所述4個(gè)渦電流探傷探頭(Ρ11、Ρ21、Ρ12、Ρ22)包括對(duì)所述被檢查體激發(fā)電流的勵(lì) 磁線圈(EC11、EC21、EC12、EC22)；以及對(duì)所述被檢查體被激發(fā)的電流進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)線圈 (Dc 11、Dc21、Dc 12、Dc22)，所述勵(lì)磁線圈(Ec 11、Ec21、Ec 12、Ec22)的線圈面與所述旋轉(zhuǎn)圓 盤的旋轉(zhuǎn)面平行，所述檢測(cè)線圈(DC11、DC21、DC12、DC22)的線圈面與所述旋轉(zhuǎn)圓盤的旋轉(zhuǎn) 面垂直，所述檢測(cè)線圈(DC11、DC21、DC12、DC22)的線圈面互相平行，并且相對(duì)于通過所述2 組渦電流探傷探頭中的一組的2個(gè)渦電流探傷探頭的各自的中心的直線(Yl)傾斜規(guī)定的 角度(θ )，所述一組的渦電流探傷探頭的2個(gè)檢測(cè)線圈(Dcll、Dcl2)和動(dòng)連接，另一組的 渦電流探傷探頭的2個(gè)檢測(cè)線圈(Dc21、Dc22)差動(dòng)連接。根據(jù)本發(fā)明，旋轉(zhuǎn)渦電流探傷探頭可以與被檢查體的瑕疵的方向無關(guān)地沒有遺漏 地檢測(cè)全部方向的瑕疵。而且本申請(qǐng)發(fā)明的旋轉(zhuǎn)渦電流探傷探頭其旋轉(zhuǎn)渦流探頭移動(dòng)(掃 描)1次所能夠探傷的范圍較大，原來的旋轉(zhuǎn)渦電流探傷探頭的探傷范圍是2mm左右，本申 請(qǐng)發(fā)明的旋轉(zhuǎn)渦電流探傷探頭的探傷范圍在IOmm以上。因此，本申請(qǐng)發(fā)明的旋轉(zhuǎn)渦電流探 傷探頭在一次探傷中就能夠探傷較大的范圍，從而可以縮短探傷時(shí)間。所述規(guī)定的角度(θ )理想的是15 60度，最好是45度。通過這樣規(guī)定檢測(cè)線 圈的線圈面的傾斜角度(θ )，可以減少由瑕疵的方向引起的瑕疵信號(hào)的偏差。理想的是所述一組的渦電流探傷探頭的各自的中心(Psll、Psl2)至所述旋轉(zhuǎn)圓盤的旋轉(zhuǎn)中心(Dsl)的距離(Wl)與所述另一組的渦電流探傷探頭的各自的中心(Ps21、 Ps22)至所述旋轉(zhuǎn)圓盤的旋轉(zhuǎn)中心(Dsl)的距離(W2)的比值(Wl W2)為1 1 1 3。通過將比值(Wl W2)設(shè)定在1 1 1 3的范圍，可以進(jìn)一步地減少由瑕疵 的方向引起的瑕疵信號(hào)的偏差。在所述被檢查體的檢查面具有曲率的情況下，所述比值(Wl W2)最好是 1 1.75。由此，可以檢測(cè)具有曲率的被檢查體的檢查面上的瑕疵。


圖1是示出本申請(qǐng)發(fā)明的實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)渦流探頭的構(gòu)成的圖。圖2是說明圖1的旋轉(zhuǎn)渦流探頭的渦流探頭的位置關(guān)系的圖。圖3是說明由圖1的旋轉(zhuǎn)渦流探頭檢測(cè)出的瑕疵信號(hào)的圖。圖4是說明AdB的圖。圖5是示出探頭的角度與AdB的關(guān)系的圖。圖6是示出距離W1、W2的比(Wl W2)與AdB的關(guān)系的圖。圖7是示出現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)渦流探頭的構(gòu)成的圖。
具體實(shí)施例方式通過圖1 圖3對(duì)本申請(qǐng)發(fā)明的實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)渦流探頭進(jìn)行說明。實(shí)施例首先對(duì)圖1進(jìn)行說明。圖1 (al)是旋轉(zhuǎn)渦流探頭和被檢查體的俯視圖，圖1 (a2)是圖1 (al)的Xl部分的 箭頭方向的截面圖，圖l(bl)是θ型渦流探頭的立體圖，圖l(b2)是θ型渦流探頭的俯視 圖。旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl包括4個(gè)θ型的渦流探頭Pll、Ρ21、Ρ12、Ρ22(下面，對(duì)Ρ11、 Ρ21、Ρ12、Ρ22統(tǒng)稱時(shí)稱為P)和旋轉(zhuǎn)圓盤111，渦流探頭Pl 1、Ρ21、Ρ12、Ρ22通過鑄造的方 式埋入旋轉(zhuǎn)圓盤111內(nèi)，并與被檢查有無瑕疵的被檢查體12的檢查面相對(duì)配置。旋轉(zhuǎn)圓盤 111是通過旋轉(zhuǎn)軸112的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的，旋轉(zhuǎn)軸112是由馬達(dá)(圖中未示出)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn) 的。 型渦流探頭P包括對(duì)被檢查體激發(fā)渦電流的勵(lì)磁線圈Ec，以及配置于勵(lì)磁線圈Ec 的內(nèi)側(cè)、對(duì)被檢查體所激發(fā)的渦電流進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)線圈Dc，兩個(gè)線圈各自的線圈面互相 垂直配置。勵(lì)磁線圈Ec的線圈面與旋轉(zhuǎn)圓盤111的旋轉(zhuǎn)面平行，檢測(cè)線圈Dc的線圈面與 旋轉(zhuǎn)圓盤111的旋轉(zhuǎn)面垂直。旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl通過勵(lì)磁線圈對(duì)被檢查體激發(fā)渦電流，通過檢測(cè)線圈對(duì)被檢查 體所激發(fā)的渦電流進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)線圈所檢測(cè)到的信號(hào)檢測(cè)出瑕疵。該檢測(cè)線圈所檢 測(cè)出的信號(hào)被稱為瑕疵信號(hào)。這里，在由板狀體構(gòu)成的圓盤上形成嵌入渦流探頭P的開口部，渦流探頭P可以直 接安裝到該開口部，或者使用安裝工具安裝到旋轉(zhuǎn)圓盤111上，由此來代替將渦流探頭P埋 入旋轉(zhuǎn)圓盤111的方式。因此，本申請(qǐng)所說明的是將渦流探頭P安裝到旋轉(zhuǎn)圓盤111上，該 方法中包括了將渦流探頭P埋入旋轉(zhuǎn)圓盤111內(nèi)的方法。另外，圖1 (b2)中的Ps表示勵(lì)磁線圈Ec的中心。
4個(gè)渦流探頭P11、P21、P12、P22在旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl的旋轉(zhuǎn)中心Dsl的周圍在圓 周方向上以大約相等的間隔(90度的間隔)依次配置，在4個(gè)渦流探頭P11、P21、P12、P22 中，渦流探頭P11、P12夾著旋轉(zhuǎn)中心Dsl位于兩側(cè)，渦流探頭P21、P11也夾著旋轉(zhuǎn)中心Dsl 位于兩側(cè)。即4個(gè)渦流探頭Pll、P12、P21、P22由渦流探頭Pll、P12的組合以及渦流探頭 P2UP22的組合這兩個(gè)組合構(gòu)成。渦流探頭P11、P12的各自的檢測(cè)線圈被和動(dòng)連接，渦流探頭P21、P22的各自的檢 測(cè)線圈被差動(dòng)連接。和動(dòng)連接是指使2個(gè)線圈的電流方向相同的連接方法，例如，如果2個(gè) 線圈的卷曲方向相同，則一個(gè)線圈的卷曲末端與另一個(gè)線圈的卷曲初始端連接，如果2個(gè) 線圈的卷曲方向相反，則一個(gè)線圈的卷曲末端與另一個(gè)線圈的卷曲末端連接。差動(dòng)連接是 指使2個(gè)線圈的電流方向相反的連接方法，例如，如果2個(gè)線圈的卷曲方向相同，則一個(gè)線 圈的卷曲初始端與另一個(gè)線圈的卷曲初始端連接，如果2個(gè)線圈的卷曲方向相反，則一個(gè) 線圈的卷曲末端與另一個(gè)線圈的卷曲初始端連接。在被檢查體12的檢查面上形成有與旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl的移動(dòng)方向(X2方向)平 行的較長(zhǎng)的瑕疵F11、與移動(dòng)方向傾斜交差的瑕疵F12及與移動(dòng)方向垂直相交的瑕疵F13。下面，通過圖2是對(duì)圖1的旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl的渦流探頭P的位置關(guān)系進(jìn)行說明。首先對(duì)圖2(a)進(jìn)行說明。渦流探頭P11、P12位于夾著旋轉(zhuǎn)渦流探頭的旋轉(zhuǎn)中心(旋轉(zhuǎn)圓盤的旋轉(zhuǎn)中心)Dsl 的兩側(cè)，兩個(gè)渦流探頭的各自的中心(勵(lì)磁線圈Ecll、Ecl2的中心)Psll、Psl2排列在通過 旋轉(zhuǎn)中心Dsl的直線Yl上。同樣地，渦流探頭P21、P22位于夾著旋轉(zhuǎn)渦流探頭的旋轉(zhuǎn)中心 (旋轉(zhuǎn)圓盤的旋轉(zhuǎn)中心)Dsl的兩側(cè)，兩個(gè)渦流探頭的各自的中心(勵(lì)磁線圈Ec21、Ec22的 中心)Ps21、Ps22排列在通過旋轉(zhuǎn)中心Dsl的直線Y2上。直線Y1、Y2垂直相交。因此，4 個(gè)渦流探頭Ρ11、Ρ21、Ρ12、Ρ22在旋轉(zhuǎn)中心Dsl的周圍在圓周方向上以大約相同的間隔(90 度間隔)配置。4個(gè)渦流探頭Ρ11、Ρ21、Ρ12、Ρ22的檢測(cè)線圈Dcll、Dc21、Dcl2、Dc22各自的線圈面 相互平行配置。然后，檢測(cè)線圈Dell、Dcl2的線圈面配置為相對(duì)于通過渦流探頭Pll、P12 的中心Psll、Psl2的直線Yl傾斜規(guī)定的角度θ (下面，將檢測(cè)線圈Dell、Dcl2的線圈面 與通過渦流探頭Pll、P12的中心Psll、Psl2的直線Yl所成的角度稱為探頭角度)。而且 此時(shí)，檢測(cè)線圈Dc21、Dc22的線圈面與檢測(cè)線圈Dell、Dcl2的線圈面平行，因此檢測(cè)線圈 Dc21、Dc22的線圈面也相對(duì)于直線Yl傾斜角度θ。4個(gè)檢測(cè)線圈DclU Dc21、Dcl2、Dc22 各自的線圈面的傾斜也可以以通過渦流探頭P21、P22的中心Ps21、Ps22的直線Y2為基準(zhǔn) 來規(guī)定。下面對(duì)配置檢測(cè)線圈使得探頭角度傾斜角度θ的理由進(jìn)行說明。在與檢測(cè)線圈面平行的瑕疵通過檢測(cè)線圈的下面時(shí)，渦流探頭可以得到瑕疵信 號(hào)。在現(xiàn)有的方式中，各檢測(cè)線圈面從旋轉(zhuǎn)渦流探頭的中心向周圍呈放射狀分布的旋轉(zhuǎn)渦 流探頭雖然可以檢測(cè)到全部方向的瑕疵，但在被檢查體是鋼管的情況下，與檢測(cè)線圈通過 管軸方向的瑕疵的情況相比，檢測(cè)線圈通過管周方向的瑕疵時(shí)，檢測(cè)線圈和鋼管表面的瑕 疵之間的間隙(稱之為升程(U 7卜才7 ))更大，因此瑕疵信號(hào)的大小產(chǎn)生差別。與之相對(duì)，像本發(fā)明一樣，通過設(shè)置規(guī)定的角度，可以使管軸方向的瑕疵和檢測(cè)線 圈面的間隙與管周方向的瑕疵和檢測(cè)線圈面的間隙相等，因此，可以減小瑕疵信號(hào)的大小的差。探頭角度θ可以設(shè)定在0度< θ <90度的范圍內(nèi)，理想的是在15 60度的范 圍內(nèi)，最好是45度。詳情在后文中說明。下面對(duì)圖2 (b)進(jìn)行說明。圖2(b)是說明圖2(a)的旋轉(zhuǎn)渦流探頭中4個(gè)渦流探頭與旋轉(zhuǎn)渦流探頭的旋轉(zhuǎn)中 心Dsl的距離的設(shè)定方法的圖。并且，圖2(b)的渦流探頭、勵(lì)磁線圈以及檢測(cè)線圈的符號(hào) 都與圖2(a)相同，因此，在圖中將其省略。在渦流探頭Pll、P12的組合中，將旋轉(zhuǎn)中心Dsl至各個(gè)渦流探頭的中心Psll、 Psl2的距離設(shè)定為W1，在渦流探頭P21、P22的組合中，將旋轉(zhuǎn)中心Dsl至渦流探頭的中心 Ps21、Ps22的距離設(shè)定為W2。距離W1、W2例如設(shè)定為Wl = 4. 2mm、W2 = 7. 2_。距離Wl、 W2的比(Wl W2)可以設(shè)定為1 n(n = 1以上)，在被檢查體是平板狀的情況下，理想 的是1 1 1 3的范圍，在被檢查體是管狀等、檢查面具有曲率的情況下，理想的是在 1 1.75附近。詳情在后文中說明。對(duì)于渦流探頭P的檢測(cè)線圈的連接來說，當(dāng)距離Wl > W2時(shí)，差動(dòng)連接渦流探頭Pll、P12的各自的檢測(cè)線圈，和動(dòng)連接渦流探頭P21、P22的各自 的檢測(cè)線圈。圖3示出本申請(qǐng)發(fā)明的實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)渦流探頭的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖3 (al)、(a2)是指被檢查體是板狀體的情況，圖3 (bl)、(b2)是指被檢查體是管 狀體的情況。將旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl的圖2(a)中所示的探頭角度θ設(shè)定為45度，將圖2(b) 中所示的距離W1、W2設(shè)定為Wl = 4. 2mm、W2 = 7. 2mm。首先對(duì)圖3 (al)、(a2)進(jìn)行說明。在圖3(al)中，被檢查體12是板狀體，其檢查面上形成有與旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl的 移動(dòng)方向(X2方向)平行的較長(zhǎng)的瑕疵F11、與移動(dòng)方向傾斜交差的瑕疵F12及與移動(dòng)方 向垂直相交的瑕疵F13。瑕疵F11、F12、F13的尺寸均為長(zhǎng)(長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度)150mm、寬(短邊 的寬度)0. 5mm、深0. 3mm。而且旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl的旋轉(zhuǎn)圓盤111的直徑是35mm，勵(lì)磁線 圈是將直徑為0. 16mm的導(dǎo)線繞卷180次而得到的、其外形為(縱)4mmX (橫)4mmX (高 度)2. 5mm的圓形，檢測(cè)線圈是將直徑為0. 05mm的導(dǎo)線繞卷120次而得到的、其外形為 (縱)3· 3mmX (橫)4mmX (高度)l.5mm的四邊形。使旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl —邊以5000rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)一邊使其向X2方向移動(dòng)，并每 0. 5mm采集一次數(shù)據(jù)來進(jìn)行探傷。通過旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl所檢測(cè)的瑕疵信號(hào)中，由瑕疵F13引起而產(chǎn)生的瑕疵信號(hào) 的振幅特性如圖3(a2)所示。在圖3(a2)中，縱軸的檢測(cè)比表示檢測(cè)出的瑕疵信號(hào)的振幅 與檢測(cè)出的瑕疵信號(hào)的最大振幅的比例，橫軸表示旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl向X2方向移動(dòng)的幅 度。圖中的虛線表示瑕疵信號(hào)的檢測(cè)比在0 -3dB的范圍以及可以檢測(cè)出瑕疵的移動(dòng)幅 度。其中橫軸的0點(diǎn)相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl的旋轉(zhuǎn)中心Dsl移動(dòng)到瑕疵F13的正上方時(shí) 的位置。黑四邊形圖案所示的圖是表示通過在旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl中和動(dòng)連接的檢測(cè)線圈所 檢測(cè)到的瑕疵信號(hào)，白三角形圖案所示的圖是表示通過差動(dòng)連接的檢測(cè)線圈所檢測(cè)到的瑕 疵信號(hào)。另外，X形圖所示的圖表示的是結(jié)合瑕疵信號(hào)，其是將和動(dòng)連接的檢測(cè)線圈所檢 測(cè)到的瑕疵信號(hào)和差動(dòng)連接的檢測(cè)線圈所檢測(cè)到的瑕疵信號(hào)相比，選出檢測(cè)比較大的來表 示。如果使用和動(dòng)連接的檢測(cè)線圈所檢測(cè)到的瑕疵信號(hào)和差動(dòng)連接的檢測(cè)線圈所檢測(cè)到的瑕疵信號(hào)中的檢測(cè)比較大的值，則可以在檢測(cè)比為0 _3dB的范圍內(nèi)檢測(cè)瑕疵，對(duì)于現(xiàn)有 的旋轉(zhuǎn)渦流探頭來說難以檢測(cè)的瑕疵F13也可以被檢測(cè)到。即，可以沒有遺漏地檢測(cè)全部 方向上的瑕疵。這樣地，在差動(dòng)連接中，在瑕疵通過位置的中央附近的位置，具有檢測(cè)程度降低的 “谷”的部分，因此，作為彌補(bǔ)該“谷”的部分的方法，通過使另一組的檢測(cè)線圈和動(dòng)連接而形 成“峰”，并通過使用2組的檢測(cè)線圈的輸出，可以擴(kuò)大瑕疵檢測(cè)的有效區(qū)域。另外，結(jié)合瑕疵信號(hào)也可以是將和動(dòng)連接的檢測(cè)線圈所檢測(cè)的瑕疵信號(hào)的振幅與 差動(dòng)連接的檢測(cè)線圈所檢測(cè)的瑕疵信號(hào)的振幅相加，將兩個(gè)瑕疵信號(hào)的和作為瑕疵信號(hào)提 取出來的。下面對(duì)探頭的角度進(jìn)行說明。如圖4所示，在旋轉(zhuǎn)渦流探頭的移動(dòng)幅度在-5mm到 5mm的范圍內(nèi)，將結(jié)合瑕疵信號(hào)的檢測(cè)比最低處的dB的絕對(duì)值設(shè)為AdB。該△ dB越小越 好。圖5示出探頭的角度與AdB的關(guān)系。如圖5所示，探頭的角度在15 60度的范圍內(nèi) 時(shí)，AdB是良好的值，探頭的角度在45度附近時(shí)，AdB是最佳值。下面，對(duì)被檢查體是管狀體時(shí)以及是板狀體時(shí)的距離Wl、W2的比(Wl W2)進(jìn)行 說明。如果使距離W1、W2的比(Wl W2)發(fā)生變化，則與使探頭的角度變化時(shí)一樣，AdB 也發(fā)生變化。圖6(a) (b)示出距離W1、W2的比(Wl W2)與Δ dB的關(guān)系。圖6 (a)是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 的圖，圖6(b)是在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上加上模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。如圖6(a)、(b)所示，無論被檢查體是管狀體還是板狀體，都是當(dāng)Wl W2在 1 1 1 3的范圍內(nèi)時(shí)，AdB顯示良好的值，Wl W2在1 1. 75附近時(shí)，Δ dB顯示 最佳值。與其他的Wl W2的范圍時(shí)相比，Wl W2的范圍在1 1.75時(shí)，Δ dB大幅度地 降低。因此，特別是被檢查體是管狀體的情況下，Wl W2在1 1.75附近時(shí)AdB為最佳值。下面對(duì)圖3(bl)、(b2)進(jìn)行說明。在圖3(bl)中，被檢查體13是直徑為73mm的管狀體，在其檢查面上，在被檢查體 13的圓周方向上形成有長(zhǎng)的瑕疵F21，在被檢查體13的管軸方向上形成有長(zhǎng)的瑕疵F22。 瑕疵F21、F22的尺寸均為長(zhǎng)(長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度)25mm、寬(短邊的寬度)1mm、深0. 3mm。探傷是按照如下的方式進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl以5000rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，被檢查 體13以1000mm/S的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，而且被檢查體13每旋轉(zhuǎn)1周旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl就向管軸方 向(X3方向)移動(dòng)10mm。通過旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl檢測(cè)出的瑕疵信號(hào)如圖3 (b2)所示，旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl可 以檢測(cè)到由瑕疵F21、F22引起的瑕疵信號(hào)。在圖3(b2)中，縱軸表示瑕疵信號(hào)的振幅，橫軸 表示旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl的移動(dòng)方向。根據(jù)圖3(b2)可以看出，即使被檢查體是管狀體，旋轉(zhuǎn)渦流探頭RPl也可以檢測(cè)出 全部方向的瑕疵。
8
權(quán)利要求
一種旋轉(zhuǎn)渦電流探傷探頭，其對(duì)被檢查體的瑕疵進(jìn)行探傷，其特征在于，包括旋轉(zhuǎn)圓盤(111)；以及4個(gè)Θ型的渦電流探傷探頭(P11、P21、P12、P22)，在所述旋轉(zhuǎn)圓盤(111)的圓周方向上以大約相等的間隔安裝在所述旋轉(zhuǎn)圓盤(111)的旋轉(zhuǎn)中心(Ds1)的周圍，以夾著旋轉(zhuǎn)中心(Ds1)位于兩側(cè)的2個(gè)渦電流探傷探頭作為1組渦電流探傷探頭，所述4個(gè)渦電流探傷探頭(P11、P21、P12、P22)由2組這樣的渦電流探傷探頭構(gòu)成，所述4個(gè)渦電流探傷探頭(P11、P21、P12、P22)包括對(duì)所述被檢查體激發(fā)電流的勵(lì)磁線圈(Ec11、Ec21、Ec12、Ec22)；以及對(duì)所述被檢查體被激發(fā)的電流進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)線圈(Dc11、Dc21、Dc12、Dc22)，所述勵(lì)磁線圈(Ec11、Ec21、Ec12、Ec22)的線圈面與所述旋轉(zhuǎn)圓盤的旋轉(zhuǎn)面平行，所述檢測(cè)線圈(Dc11、Dc21、Dc12、Dc22)的線圈面與所述旋轉(zhuǎn)圓盤的旋轉(zhuǎn)面垂直，所述檢測(cè)線圈(Dc11、Dc21、Dc12、Dc22)的線圈面互相平行，并且相對(duì)于通過所述2組渦電流探傷探頭中的一組的2個(gè)渦電流探傷探頭的各自的中心的直線(Y1)傾斜規(guī)定的角度(θ)，所述一組的渦電流探傷探頭的2個(gè)檢測(cè)線圈(Dc11、Dc12)和動(dòng)連接，另一組的渦電流探傷探頭的2個(gè)檢測(cè)線圈(Dc21、Dc22)差動(dòng)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)渦電流探傷探頭，其特征在于， 所述規(guī)定的角度(θ )是15 60度。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的旋轉(zhuǎn)渦電流探傷探頭，其特征在于，所述一組的渦電流探傷探頭的各自的中心(Psll、Psl2)至所述旋轉(zhuǎn)圓盤的旋轉(zhuǎn)中心 (Dsl)的距離(Wl)與所述另一組的渦電流探傷探頭的各自的中心(Ps21、Ps22)至所述旋 轉(zhuǎn)圓盤的旋轉(zhuǎn)中心(Dsl)的距離(W2)的比值(Wl W2)為1 1 1 3。
4.如權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)渦電流探傷探頭，其特征在于，在所述被檢查體的檢查面具有曲率的情況下，所述比值(Wl W2)是1 1.75。
5.如權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)渦電流探傷探頭，其特征在于， 所述規(guī)定的角度(Θ)是45度。
全文摘要
一種在旋轉(zhuǎn)圓盤上安裝多個(gè)Θ型渦電流探傷探頭的旋轉(zhuǎn)渦電流探傷探頭，可以與瑕疵的方向無關(guān)地檢測(cè)全部方向的瑕疵。4個(gè)Θ型渦電流探傷探頭(P11～P22)被配置在旋轉(zhuǎn)圓盤(111)的旋轉(zhuǎn)中心(Ds1)的周圍，并被埋入旋轉(zhuǎn)圓盤(111)內(nèi)。這些渦電流探傷探頭(P11～P22)的檢測(cè)線圈(Dc11～Dc22)的線圈面互相平行配置，而且與旋轉(zhuǎn)圓盤(111)的旋轉(zhuǎn)面垂直。這些檢測(cè)線圈的線圈面相對(duì)于通過渦電流探傷探頭(P11、P12)的中心(Ps11、Ps12)的直線(Y1)傾斜θ。檢測(cè)線圈(Dc11、Dc12)被和動(dòng)連接，檢測(cè)線圈(Dc21、Dc22)被差動(dòng)連接。
文檔編號(hào)G01N27/90GK101893602SQ20101019255
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者中尾喜之, 小松慶亮, 日比野俊, 藤本貴司, 行方重樹, 阪本誠(chéng), 高田真 申請(qǐng)人:碼科泰克株式會(huì)社;住友金屬工業(yè)株式會(huì)社