一种正交旋转激励场涡流传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电磁祸流无损检测技术领域，设及一种为检测金属构件方向随机分布 微小缺陷设计制作的新型祸流传感器结构。可用于金属材料的微小缺陷的电祸流检测技术 中，为实际工程结构的缺陷检测，提供一种新型传感器方案。
【背景技术】
[0002] 金属材料的疲劳裂纹等缺陷，严重影响机械产品寿命和使用安全，对重要机械产 品实施无损检测，是机械制造领域的一项重要任务。在常规无损检测技术中，利用电磁相互 作用的祸流传感器发挥着重要作用，该种检测方法具有检测速度快、对现场条件要求低、便 于施行等优势。
[0003] 本发明提出了一种能够在金属试件表面感应出旋转祸流场的差动激励新型祸流 传感器结构，该种传感器利用结构中相互垂直布置的两组激励线圈，分别通W幅度相等、相 角差相差90度的正、余弦电流，在金属试件表面感应出幅度均匀、方向逐渐改变的祸流激 励场，实现对方向随机分布的实际缺陷的有效检测，克服了传统结构中对缺陷只能选择性 检测、容易出现漏检等不足，有效提高了实际祸流检测的可靠性。
[0004] 本发明的目的在于为检测金属材料裂纹状缺陷提供一种新型的祸流传感器原理 性装置。
【发明内容】
[0005] 本发明中传感器结构由两组激励线圈和一个接收线圈组成，其中两个激励绕组相 互垂直放置，每个激励线圈由直径为0. 1mm的漆包线在长、宽、厚为8X3X0. 5mm的铁氧体 薄片上绕制200圈制成，工作时分别通W频率为lOKHz、幅值为10V的正、余弦交流电，接收 线圈为将直径为0. 05mm的漆包线在直径为2mm的圆形铁氧体巧椿上绕制200圈而成。
[0006] 分别在两个绕组中通W正、余弦交流电，则会在试件中产生强度均匀，方向逐渐变 化的激励祸流场，当试件没有缺陷时，由于激励场中电流强度是平衡的，则检测线圈中没有 信号输出，当试件中存在缺陷时，该种平衡被打破，则检测时会有信号输出。
[0007] 传感器的信号处理电路由下列环节组成；首先由信号发生巧片产生一个频率为 lOKHz的正弦波形信号，该信号一路经移相器，调制成相角相差90度相互正交的正、余弦波 形，经功率放大器增强后，分别驱动两个激励绕组，基于下列原因，会在试件中产生强度均 匀，方向逐渐变化的旋转祸流场。
[000引在X、Y向两组激励线圈中分别通W大小、频率相同、相位相差90°的正弦激励信 号：
[0009]
【主权项】
1. 一种正交差动激励涡流传感器，其特点是激励装置由相互垂直线圈组成，并组成差 动连接方式，分别在两个绕组中通以正、余弦交流电，则会在试件中产生强度均匀，方向逐 渐变化的激励涡流场，当试件没有缺陷时，由于激励场中电流强度是平衡的，则检测线圈中 没有信号输出，当试件中存在缺陷时，这种平衡被打破，则检测时会有信号输出。
2. 上述正交差动激励涡流传感器装置，其特征在于：激励绕组由相互垂直的两组线圈 制成，每组线圈由直径为0.1 mm的漆包线在长、宽、厚为8X3X0. 5_的铁氧体薄片上绕制 200圈制成，工作时分别通以频率为lOKHz、幅值为IOV的正、余弦交流电，测量装置为将直 径为0. 05mm的漆包线在直径为2mm的圆形铁氧体芯棒上绕制200圈而成。
3. 整个传感器由圆锥形壳体封装而成，激励绕组位于传感器两侧垂直位置，检测线圈 位于传感器中间位置。
4. 传感器激励信号电路由函数信号发生器、移相器、功率放大器组成，函数发生器发生 标准信号，移相器产生相位相差90度的正、余弦信号，功率信号发生器驱动激励线圈产生 激励信号，在试件中检测结果被检测线圈接收。
【专利摘要】一种正交旋转激励场涡流传感器。本发明属于无损检测领域中电涡流检测技术范畴。涡流传感器主要分为绝对式和差动式两种结构，绝对式涡流传感器难以满足微小缺陷检测要求。而差动式传感器利用差动线圈对相同信号进行抵消、差异信号进行叠加的特点，可有效抑制温度、提离效应等共模干扰信号，更适于识别微小裂纹。本发明对传统差动传感器激励线圈进行改进，新型传感器激励线圈由正、余弦两个绕组构成，工作时两个激励线圈通以正、余弦给定频率两个谐波电流，这两个激励电流合并成一个旋转涡流场，从而对各个方向分布涡流敏感，当没有裂纹时，这两个涡流场在检测线圈中平衡，当试件中存在裂纹等缺陷时，这种平衡被打破，在测量线圈中产生感应信号。
【IPC分类】G01N27-90
【公开号】CN104880508
【申请号】CN201510172936
【发明人】张卫民, 秦峰, 岳明明, 陈国龙, 庞炜涵
【申请人】北京理工大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月13日