一種正交旋轉(zhuǎn)激勵(lì)場(chǎng)渦流傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電磁禍流無損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種為檢測(cè)金屬構(gòu)件方向隨機(jī)分布 微小缺陷設(shè)計(jì)制作的新型禍流傳感器結(jié)構(gòu)?？捎糜诮饘俨牧系奈⑿∪毕莸碾姷溋鳈z測(cè)技術(shù) 中，為實(shí)際工程結(jié)構(gòu)的缺陷檢測(cè)，提供一種新型傳感器方案。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬材料的疲勞裂紋等缺陷，嚴(yán)重影響機(jī)械產(chǎn)品壽命和使用安全，對(duì)重要機(jī)械產(chǎn) 品實(shí)施無損檢測(cè)，是機(jī)械制造領(lǐng)域的一項(xiàng)重要任務(wù)。在常規(guī)無損檢測(cè)技術(shù)中，利用電磁相互 作用的禍流傳感器發(fā)揮著重要作用，該種檢測(cè)方法具有檢測(cè)速度快、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件要求低、便 于施行等優(yōu)勢(shì)。
[0003] 本發(fā)明提出了一種能夠在金屬試件表面感應(yīng)出旋轉(zhuǎn)禍流場(chǎng)的差動(dòng)激勵(lì)新型禍流 傳感器結(jié)構(gòu)，該種傳感器利用結(jié)構(gòu)中相互垂直布置的兩組激勵(lì)線圈，分別通W幅度相等、相 角差相差90度的正、余弦電流，在金屬試件表面感應(yīng)出幅度均勻、方向逐漸改變的禍流激 勵(lì)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)方向隨機(jī)分布的實(shí)際缺陷的有效檢測(cè)，克服了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中對(duì)缺陷只能選擇性 檢測(cè)、容易出現(xiàn)漏檢等不足，有效提高了實(shí)際禍流檢測(cè)的可靠性。
[0004] 本發(fā)明的目的在于為檢測(cè)金屬材料裂紋狀缺陷提供一種新型的禍流傳感器原理 性裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明中傳感器結(jié)構(gòu)由兩組激勵(lì)線圈和一個(gè)接收線圈組成，其中兩個(gè)激勵(lì)繞組相 互垂直放置，每個(gè)激勵(lì)線圈由直徑為0. 1mm的漆包線在長(zhǎng)、寬、厚為8X3X0. 5mm的鐵氧體 薄片上繞制200圈制成，工作時(shí)分別通W頻率為lOKHz、幅值為10V的正、余弦交流電，接收 線圈為將直徑為0. 05mm的漆包線在直徑為2mm的圓形鐵氧體巧椿上繞制200圈而成。
[0006] 分別在兩個(gè)繞組中通W正、余弦交流電，則會(huì)在試件中產(chǎn)生強(qiáng)度均勻，方向逐漸變 化的激勵(lì)禍流場(chǎng)，當(dāng)試件沒有缺陷時(shí)，由于激勵(lì)場(chǎng)中電流強(qiáng)度是平衡的，則檢測(cè)線圈中沒有 信號(hào)輸出，當(dāng)試件中存在缺陷時(shí)，該種平衡被打破，則檢測(cè)時(shí)會(huì)有信號(hào)輸出。
[0007] 傳感器的信號(hào)處理電路由下列環(huán)節(jié)組成；首先由信號(hào)發(fā)生巧片產(chǎn)生一個(gè)頻率為 lOKHz的正弦波形信號(hào)，該信號(hào)一路經(jīng)移相器，調(diào)制成相角相差90度相互正交的正、余弦波 形，經(jīng)功率放大器增強(qiáng)后，分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)激勵(lì)繞組，基于下列原因，會(huì)在試件中產(chǎn)生強(qiáng)度均 勻，方向逐漸變化的旋轉(zhuǎn)禍流場(chǎng)。
[000引在X、Y向兩組激勵(lì)線圈中分別通W大小、頻率相同、相位相差90°的正弦激勵(lì)信 號(hào)：
[0009]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種正交差動(dòng)激勵(lì)渦流傳感器，其特點(diǎn)是激勵(lì)裝置由相互垂直線圈組成，并組成差 動(dòng)連接方式，分別在兩個(gè)繞組中通以正、余弦交流電，則會(huì)在試件中產(chǎn)生強(qiáng)度均勻，方向逐 漸變化的激勵(lì)渦流場(chǎng)，當(dāng)試件沒有缺陷時(shí)，由于激勵(lì)場(chǎng)中電流強(qiáng)度是平衡的，則檢測(cè)線圈中 沒有信號(hào)輸出，當(dāng)試件中存在缺陷時(shí)，這種平衡被打破，則檢測(cè)時(shí)會(huì)有信號(hào)輸出。
2. 上述正交差動(dòng)激勵(lì)渦流傳感器裝置，其特征在于：激勵(lì)繞組由相互垂直的兩組線圈 制成，每組線圈由直徑為0.1 mm的漆包線在長(zhǎng)、寬、厚為8X3X0. 5_的鐵氧體薄片上繞制 200圈制成，工作時(shí)分別通以頻率為lOKHz、幅值為IOV的正、余弦交流電，測(cè)量裝置為將直 徑為0. 05mm的漆包線在直徑為2mm的圓形鐵氧體芯棒上繞制200圈而成。
3. 整個(gè)傳感器由圓錐形殼體封裝而成，激勵(lì)繞組位于傳感器兩側(cè)垂直位置，檢測(cè)線圈 位于傳感器中間位置。
4. 傳感器激勵(lì)信號(hào)電路由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、移相器、功率放大器組成，函數(shù)發(fā)生器發(fā)生 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，移相器產(chǎn)生相位相差90度的正、余弦信號(hào)，功率信號(hào)發(fā)生器驅(qū)動(dòng)激勵(lì)線圈產(chǎn)生 激勵(lì)信號(hào)，在試件中檢測(cè)結(jié)果被檢測(cè)線圈接收。
【專利摘要】一種正交旋轉(zhuǎn)激勵(lì)場(chǎng)渦流傳感器。本發(fā)明屬于無損檢測(cè)領(lǐng)域中電渦流檢測(cè)技術(shù)范疇。渦流傳感器主要分為絕對(duì)式和差動(dòng)式兩種結(jié)構(gòu)，絕對(duì)式渦流傳感器難以滿足微小缺陷檢測(cè)要求。而差動(dòng)式傳感器利用差動(dòng)線圈對(duì)相同信號(hào)進(jìn)行抵消、差異信號(hào)進(jìn)行疊加的特點(diǎn)，可有效抑制溫度、提離效應(yīng)等共模干擾信號(hào)，更適于識(shí)別微小裂紋。本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)差動(dòng)傳感器激勵(lì)線圈進(jìn)行改進(jìn)，新型傳感器激勵(lì)線圈由正、余弦兩個(gè)繞組構(gòu)成，工作時(shí)兩個(gè)激勵(lì)線圈通以正、余弦給定頻率兩個(gè)諧波電流，這兩個(gè)激勵(lì)電流合并成一個(gè)旋轉(zhuǎn)渦流場(chǎng)，從而對(duì)各個(gè)方向分布渦流敏感，當(dāng)沒有裂紋時(shí)，這兩個(gè)渦流場(chǎng)在檢測(cè)線圈中平衡，當(dāng)試件中存在裂紋等缺陷時(shí)，這種平衡被打破，在測(cè)量線圈中產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。
【IPC分類】G01N27-90
【公開號(hào)】CN104880508
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510172936
【發(fā)明人】張衛(wèi)民, 秦峰, 岳明明, 陳國(guó)龍, 龐煒涵
【申請(qǐng)人】北京理工大學(xué)
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年4月13日