双激励线圈导体缺陷自动探伤装置及探伤方法
【专利摘要】本发明涉及一种双激励线圈导体缺陷自动探伤装置及探伤方法，包括动力小车、单片机、探测板、激励线圈、巨磁阻传感器及继电器，所述单片机设置在动力小车内部，所述探测板设置在动力小车底面的一端，探测板两端分别通过弹簧与动力小车底面弹性连接，所述继电器与探测板连接并可控制探测板两侧向下翻转，所述探测板上固定有两个激励线圈，两激励线圈对称设置在探测板上，两激励线圈内分别设置有巨磁阻传感器，所述巨磁阻传感器底面与激励线圈底端处于同一水平面，巨磁阻传感器与单片机电连接。该双激励线圈导体缺陷自动探伤装置及探伤方法有效地提高系统对深层缺陷和表面微小缺陷的检测能力，检测精度高、效率高，具有推广使用价值。
【专利说明】双激励线圈导体缺陷自动探伤装置及探伤方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无损检测【技术领域】，尤其涉及一种双激励线圈导体缺陷自动探伤装置及探伤方法。
【背景技术】
[0002]无损检测技术在质量保证系统中发挥的作用越来越显示它的重要性和必要性，成为控制产品质量、保证在役设备安全运行的重要手段。目前无损检测常用超声波、X光、电涡流等方法。超声波探伤检测为人工操作，超声波探伤对缺陷的显示不直观，需要耦合剂，探伤技术难度大，容易受到主客观因素影响，要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类，适合于厚度较大的零件检验；射线探伤对人体有副作用甚至一定的伤害，对其他敏感物体有不良作用，对环境有辐射污染；而目前的普通电涡流探伤，由于使用单线圈技术，没有缺陷与非缺陷的对比，灵敏度较低。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:为了提供一种结构简单、操作方便、检测精确、检测效率高的双激励线圈导体缺陷自动探伤装置及探伤方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种双激励线圈导体缺陷自动探伤装置，包括动力小车、单片机、探测板、激励线圈、巨磁阻传感器及继电器，所述单片机设置在动力小车内部，所述探测板设置在动力小车底面的一端，探测板两端分别通过弹簧与动力小车底面弹性连接，所述继电器与探测板连接并可控制探测板两侧向下翻转，所述探测板上固定有两个激励线圈，两激励线圈对称设置在探测板上，两激励线圈内分别设置有巨磁阻传感器，所述巨磁阻传感器底面与激励线圈底端处于同一水平面，巨磁阻传感器与单片机电连接。
[0005]所述动力小车内均匀设置有三个滚轮，滚轮镶嵌在动力小车的通槽内，所述滚轮与直流电机连接，直流电机通过滚轮控制动力小车移动或转向。
[0006]所述探测板包括左探测板及右探测板，左探测板及右探测板之间设置有销轴，左探测板、右探测板分别绕销轴翻转连接。
[0007]本发明还提供一种双激励线圈导体缺陷自动探伤装置的探伤方法，包括如下步骤:
步骤一:正常通电后，直流电机驱动动力小车行驶至待测区域；
步骤二:继电器将探测板左右两侧下压，使两组激励线圈和巨磁阻传感器分别紧贴待测平面；
步骤三:两激励线圈通逆变后的高频或中频交流电，此时单片机开启信号采集，如果待测区域表面或内部有缺陷，则待测区域内涡流引起的磁场大小会变化，由于磁通量的变化使两边巨磁阻传感器的输出电压不一样，经过差动比较器判断此处待测区域有缺陷存在并报警，否则动力小车正常前进； 步骤四:当动力小车运行到待测区域尽头时，由于巨磁阻传感器接收不到涡流引起的信号，直流电机驱动动力小车转向，继续探测，以上步骤重复进行。
[0008]本发明的原理是:在激励线圈周围产生的电磁场由两部分叠加而成:一部分是直接从线圈中耦合出的一次电磁场，另一部分是被测元件中感应出的涡流场所产生的二次电磁场，而后者包含了被测元件本身的厚度或者缺陷等信息。采取合适的检测方法，对二次场进行测量，并对该测量信号进行分析，可得到被测元件信息。当交流电通入激励线圈时，若所用的电压及频率不变，则通过激励线圈的电流也将不变。如果在激励线圈中放入巨磁阻传感器，巨磁阻传感器紧贴被测平面，被测区域表面产生周向电流，即涡流。涡流磁场方向与外加电流的磁化方向相反，因此将抵消一部分外加电流，从而使激励线圈的磁通量、阻抗、通过电流的大小相位均发生变化。被测平面的厚度、电导率和磁导率的变化以及有缺陷存在时，均会影响激励线圈内的磁通量。若保持其他因素不变，仅将缺陷引起磁通量变化的信号取出，经仪器放大并予检测，就能达到探伤目的。涡流信号不仅能给出缺陷的大小，同时由于涡流探伤时可以根据表面下的涡流滞后于表面涡流一定相位，采用相位分析能判断出缺陷的位置(深度)。在涡流检验中，为了更精确探伤，采用双激励线圈内置巨磁阻接成差动形式。基本电路由振荡器、检测线圈信号输出电路、放大器、信号处理器、显示器和电源组成。
[0009]本发明的有益效果是:本发明双激励线圈导体缺陷自动探伤装置以双激励线圈产生交流激励涡流磁场为核心，采用双巨磁阻传感器探测元件来达到全自动差动高灵敏度探测导体平面缺陷的效果，有效地提高系统对深层缺陷和表面微小缺陷的检测能力，检测精度高、效率高，具有推广使用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0011]图1是本发明双激励线圈导体缺陷自动探伤装置的一较佳实施例的立体结构示意图；
图2是本发明双激励线圈导体缺陷自动探伤装置的侧视图；
图3是图2中I部分的局部放大示意图；
图中:1.动力小车，2.滚轮，3.直流电机，4.探测板，5.激励线圈，6.巨磁阻传感器，
7.弹簧。
【具体实施方式】
[0012]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0013]如图1-3所示，一种双激励线圈导体缺陷自动探伤装置，包括动力小车1、单片机、探测板4、激励线圈5、巨磁阻传感器6及继电器，所述单片机设置在动力小车I内部，所述探测板4设置在动力小车I底面的一端，探测板4两端分别通过弹簧7与动力小车I底面弹性连接，所述继电器与探测板4连接并可控制探测板4两侧向下翻转，所述探测板4上固定有两个激励线圈5，两激励线圈5对称设置在探测板4上，两激励线圈5内分别设置有巨磁阻传感器6，所述巨磁阻传感器6底面与激励线圈5底端处于同一水平面，巨磁阻传感器6与单片机电连接。
[0014]所述动力小车I内均匀设置有三个滚轮2，三个滚轮2呈三角设置，滚轮2镶嵌在动力小车I的通槽内，所述滚轮2与直流电机3连接，直流电机3通过滚轮2控制动力小车I移动或转向。
[0015]所述探测板4包括左探测板及右探测板，左探测板及右探测板之间设置有销轴，左探测板、右探测板分别绕销轴翻转连接，左探测板、右探测板上分别固定有一个激励线圈5和巨磁阻传感器6。
[0016]本发明还提供一种双激励线圈导体缺陷自动探伤装置的探伤方法，包括如下步骤:
步骤一:正常通电后，直流电机3驱动动力小车I行驶至待测区域；
步骤二:继电器将探测板4左右两侧下压，使两组激励线圈5和巨磁阻传感器6分别紧贴待测平面；
步骤三:两激励线圈5通逆变后的高频或中频交流电，此时单片机开启信号采集，如果待测区域表面或内部有缺陷，则待测区域内涡流引起的磁场大小会变化，由于磁通量的变化使两边巨磁阻传感器6的输出电压不一样，经过差动比较器判断此处待测区域有缺陷存在并报警，否则动力小车I正常前进；
步骤四:当动力小车I运行到待测区域尽头时，由于巨磁阻传感器6接收不到涡流引起的信号，直流电机3驱动动力小车I转向，继续探测，以上步骤重复进行。
[0017]其中，供电电路电源可采用市电(需整流)或电池，其中一路供给单片机控制采集系统和直流电机，另一路经过逆变成交流电后供给双激励线圈5，用来激励导体产生电涡流。
[0018]探测时，打开电源，两继电器分别将左探测板、右探测板下压，左探测板、右探测板绕销轴向下翻转，带动双激励线圈5、双巨磁阻传感器6下压并紧贴待测平面，双激励线圈5通逆变后的高频或中频交流电，直流电机3驱动滚轮滚动从而带动动力小车I前进，动力小车I沿待测区域表面前行，此时单片机开启信号采集，如果待测区域表面或内部有缺陷，则待测区域内涡流引起的磁场大小会变化，由于磁通量的变化使两边巨磁阻传感器6的输出电压不一样，经过差动比较器判断此处待测区域有缺陷存在并报警，否则动力小车I正常前进，当动力小车I运行到待测区域尽头后，直流电机3驱动小车转向，继续探测，直至整个待测区域检测完毕，此时左探测板、右探测板失去继电器的作用力，由于弹簧7的弹性，左探测板、右探测板带动双激励线圈5、双巨磁阻传感器6复位，离开待测平面。
[0019]与现有技术相比，本发明双激励线圈导体缺陷自动探伤装置以双激励线圈5产生交流激励涡流磁场为核心，采用双巨磁阻传感器6探测元件来达到全自动差动高灵敏度探测导体平面缺陷的效果，有效地提高系统对深层缺陷和表面微小缺陷的检测能力，检测精度高、效率高，具有推广使用价值。
[0020]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1.一种双激励线圈导体缺陷自动探伤装置，其特征在于:包括动力小车、单片机、探测板、激励线圈、巨磁阻传感器及继电器，所述单片机设置在动力小车内部，所述探测板设置在动力小车底面的一端，探测板两端分别通过弹簧与动力小车底面弹性连接，所述继电器与探测板连接并可控制探测板两侧向下翻转，所述探测板上固定有两个激励线圈，两激励线圈对称设置在探测板上，两激励线圈内分别设置有巨磁阻传感器，所述巨磁阻传感器底面与激励线圈底端处于同一水平面，巨磁阻传感器与单片机电连接。
2.如权利要求1所述的双激励线圈导体缺陷自动探伤装置，其特征在于:所述动力小车内均匀设置有若干滚轮，所述滚轮与直流电机连接。
3.如权利要求1所述的双激励线圈导体缺陷自动探伤装置，其特征在于:所述探测板包括左探测板及右探测板，左探测板及右探测板之间设置有销轴，左探测板、右探测板分别绕销轴翻转连接。
4.一种双激励线圈导体缺陷自动探伤装置的探伤方法，其特征在于:所述探伤方法采用如权利要求1-3所述的双激励线圈导体缺陷自动探伤装置，包括如下步骤: 步骤一:正常通电后，直流电机驱动动力小车行驶至待测区域； 步骤二:继电器将探测板左右两侧下压，使两组激励线圈和巨磁阻传感器分别紧贴待测平面； 步骤三:两激励线圈通逆变后的高频或中频交流电，此时单片机开启信号采集，如果待测区域表面或内部有缺陷，则待测区域内涡流引起的磁场大小会变化，由于磁通量的变化使两边巨磁阻传感器的输出电压不一样，经过差动比较器判断此处待测区域有缺陷存在并报警，否则动力小车正常前进； 步骤四:当动力小车运行到待测区域尽头时，由于巨磁阻传感器接收不到涡流引起的信号，直流电机驱动动力小车转向，继续探测，以上步骤重复进行。
【文档编号】G01N27/90GK103822967SQ201410099707
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】杨龙兴, 杨浩轩, 周德强 申请人:江苏理工学院