专利名称：涡流仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种仪器，具体涉及到一种磁场产生涡流检验钢球的缺陷的仪 器。
技术背景 在现代化的社会中，科学技术发展迅速，对生产的各种产品的质量也要求越来越 高，就生产钢球的厂家来说，不可避免的生产出一些不符合要求的钢球，不符合要求的钢球 有很多的缺陷，如裂缝、麻点、平头、凹坑、锈斑等等。用人工的检测显然是不可取的，我们需 要一种能够快速检测出不符合要求的钢球的装置
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中的问题，克服了上述缺点，提供了一种 能够快速检测有缺陷钢球的涡流仪。 为了达到上述目的本实用新型提供的涡流仪，包括激励单元、控制单元、探头I、
n、滤波器、补偿器、放大器、检波放大器、相敏检波器、耦合器i、 ii和移相器，所述激励单
元通过耦合器I分别连接补偿器和探头1，该激励单元还通过移相器连接相敏检波器、以及
连接探头II ;所述探头I通过耦合器II连接补偿器，所述探头II通过检波放大器连接控 制单元；所述补偿器通过放大器连接相敏检波器；所述相敏检波器通过滤波器连接控制单 元。 所述激励单元包括提供稳定信号的晶体振荡器和功率放大器。 所述晶体振荡器为石英晶体振荡器。 所述功率放大器为串接式功率放大器。 所述控制单元由控制器控制连接电磁铁和断流报警器组成。 所述探头为点状差动式探头。 所述探头由一根铁氧体磁棒，并在该磁棒上分别绕激励线圈和测量线圈组成；所 述测量线圈的绕组按差动联接。 根据上述技术方案得到的本实用新型利用电磁志应原理能够对钢球产品进行无
损探伤。能够用来检验钢球的缺陷，如裂缝、麻点、平头、凹坑、锈斑等等。
同时本实用新型与自动展开、自动进料、自动分选等机械装置相配合，能够进行自
动检测，为钢球生产厂家，提供了一种新型、快捷有效的检测装置，大大提供厂家的生产效率。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本实用新型。
图1为本实用新型的结构示意图。 图2为本实用新型控制单元的电路原理图。[0016] 图3为本实用新型的钢球展开示意图。 图4为本实用新型配套的分选机构示意图。 图5为本实用新型配套的检测机构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。 本实用新型利用的是交变磁场中的导体在电磁感应的作用下导体中会产生闭合 涡流状的电流，涡流又感应产生磁场，这磁场与原磁场方向相反，导体中物理性质的变化都 能影响涡流的流动，合成磁场也发生变化，我们通过探头接收这个磁场，配以电子线路加以 放大和鉴别，就能查出导体中物理性质的变化来检测钢球。 基于上述原理本实用新型提供的涡流仪，如图1所示，整体包括激励单元、控制单
元、探头i、 n、滤波器、补偿器、放大器、检波放大器、相敏检波器、耦合器i、 ii和移相器。 其中激励单元通过耦合器I分别连接补偿器和探头I，该激励单元还通过移相器 连接相敏检波器、以及连接探头II。 探头I通过耦合器II连接补偿器，探头II通过检波放大器连接控制单元。 补偿器通过放大器连接相敏检波器；所述相敏检波器通过滤波器连接控制单元。 整个装置中的激励单元包括提供稳定信号的晶体振荡器和功率放大器；晶体振荡 器为石英晶体振荡器，而功率放大器为串接式功率放大器。 控制单元由控制器控制连接电磁铁和断流报警器组成。 探头为点状差动式探头，其由一根铁氧体磁棒，并在该磁棒上分别绕激励线圈和 测量线圈组成；所述测量线圈的绕组按差动联接。 基于上述技术方案，本实用新型具体实施如下本实用新型的探头I采用由一根(pL2xl2的铁氧体磁棒，并在该磁棒上分别绕有
激励线圈与测量线圈组成，激励线圈接上交变信号既产生磁场，将探头靠近钢球的表面，在 金属表面感应出涡流，引起涡流的变化的因素有金属表面的裂痕，试样电导率和导磁率的 差别，试样的形状尺寸，探头的距离等。 探头I接收来的信号由耦合器把磁场变化的信号转换成电信号，耦合器通过连接 补偿器连接放大器，补偿器由WL补偿和R补偿器两部分组成，它们的原边L1， L2串联由同 一激励单元供电，由于WL补偿器呈电感性，而R补偿器呈电阻性，因而把WL补偿器和R补 偿器串联起来时，调节WL补偿器和R补偿器中的铜片可调出任意的相位，任意幅度的电压， 从而抵消探头的不平衡电势。 把耦合器送出的信号先进行补偿，然后送到放大器进行放大，放大可以分为前置
放大、选频放大和相敏检波放大，选频放大的目的是提高仪器的抗干扰的能力，为了提高仪
器的抗干扰的能力，然后通过一级选频网络，以使放大的中心的频率与晶振取得一致，提高
信噪比。信号然后通过相敏检波器进行检波，相敏检波器由相敏变压器和四个二极管组成，
通过检波器所得的裂纹信号由差分放大二级放大，然后输出提供给滤波器。 滤波器部分由低通和高通滤波器组成，每一级低通有二级T形滤波和两个电容的
正负反馈组成，正反馈提高滤波特性陡度，每一级高通由二级T形滤波和两个电阻正反馈组成。 控制单元的结构如图2所示，其主要包括控制器、断流报警器和电磁铁，主要用来 实现整个钢球裂纹涡流检测仪的逻辑动作。它主要完成在同步脉冲作用下进行时间控制； 断流时音响电路报警；裂缝信号来到时，触发双稳态翻转，电磁铁动作，控制单元电路，由光 电转换器、六反相器和四与非门组成。同步信号产生一定周期的脉冲信号，控制YF1与非门 的开启，当同步信号经FX4反相器反相以及裂纹信号都为高电平时，加到YF1与非门的输入 端，使YF1输出为低电平，从而触发双稳态反转，为电磁铁动作提供驱动信号，当同步输出 为高电平时电磁铁动作。FX5、 R2、 C2、 YF2组成同步延时电路，使双稳态在下次检测时恢复 到原始状态。当断流时，FX1输出低电平，使BG7. 8截止，电源对Cl充电，当充电到FX2开 启电平时，BG9. 10导通既音响电路接通，指示灯亮，喇叭发出报警声。C3R3为延时电路，其 作用是延长电磁铁动作时间。 本实用新型还配有自动展开、自动分选、自动测振等机械装置。被测件钢球通过展 开轮以子午线展开，机械扫描方式进行的，展开原理如图3所示。被检测钢球29被夹持在 驱动轮25、展开轮24和支撑轮22之间。驱动轮25带动被测钢球29，并通过被测钢球29 带动展开轮24和支撑轮22 —起高速旋转，探头27固定在钢球29的上方对其进行检测。 由于被检测钢球表面的某种缺陷使钢球在一个检测周期内不能充分的展开，既钢 球转速可能较低或根本不转，使钢球的某些缺陷部分进不了探头的检测区域，这时缺陷球 当好球通过如图4所示的分选机构能可靠排除这种误检。图中30为分选门、31为输出道衬 垫、32为电磁阀。其原理是具有某一旋转速度的钢球接触一个倾斜的输出道衬垫31，球旋 转的方向与衬垫的倾斜方向相反，不管它是由于旋转状态的动能向下或向上运动，还是保 持不动，都取决于倾角a的大小和衬垫的摩擦系数f，如果tga 〈f，球就在滚道上滑动接 着迟缓运动到停止。如果球能通过R点说明是好球，否则为废球。 当被测球有较大的缺陷时，它会影响球的正常的滚动，球表面的子午线得不到充 分的展开，如图5所示的检测机构来解决既钢球29上出现缺陷，当它与驱动轮25、展开轮 24和支撑轮22接触时水平面将产生振动，在展开轮24的延伸臂33上装有一个测振器34， 它将微振信号输入电子线路进行鉴别和放大然后打开分选门30，把这缺陷球掉入废球箱中。 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求涡流仪，包括激励单元、控制单元、探头I、II、滤波器、补偿器、放大器、检波放大器、相敏检波器、耦合器I、II和移相器，其特征在于所述激励单元通过耦合器I分别连接补偿器和探头I，该激励单元还通过移相器连接相敏检波器、以及连接探头II；所述探头I通过耦合器II连接补偿器，所述探头II通过检波放大器连接控制单元；所述补偿器通过放大器连接相敏检波器；所述相敏检波器通过滤波器连接控制单元。
2. 根据权利要求1的涡流仪，其特征在于所述激励单元包括提供稳定信号的晶体振 荡器和功率放大器。
3. 根据权利要求2的涡流仪，其特征在于所述晶体振荡器为石英晶体振荡器。
4. 根据权利要求2的涡流仪，其特征在于所述功率放大器为串接式功率放大器。
5. 根据权利要求1的涡流仪，其特征在于所述控制单元由控制器控制连接电磁铁和 断流报警器组成。
6. 根据权利要求1的涡流仪，其特征在于所述探头为点状差动式探头。
7. 根据权利要求1或6的涡流仪，其特征在于所述探头由一根铁氧体磁棒，并在该磁 棒上分别绕激励线圈和测量线圈组成；所述测量线圈的绕组按差动联接。
专利摘要本实用新型公开了一种涡流仪，该装置中的激励单元通过耦合器I分别连接补偿器和探头I，该激励单元还通过移相器连接相敏检波器、以及连接探头II；其中探头I通过耦合器II连接补偿器，而探头II通过检波放大器连接控制单元；同时补偿器通过放大器连接相敏检波器，相敏检波器通过滤波器连接控制单元。本实用新型利用电磁感应原理能够对钢球产品进行无损探伤。能够用来检验钢球的缺陷，如裂缝、麻点、平头、凹坑、锈斑等等。
文档编号G01N27/90GK201464421SQ20092007777
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月2日 优先权日2009年7月2日
发明者徐华, 王志强, 郑晓懿 申请人:上海钢球厂