一种涡流阵列检测金属缺陷装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电磁涡流无损检测技术领域，涉及一种新型传感器阵列结构。具有检测零件表面，有一定曲面适应性、可实现自动化、便捷、高效的特点，希望取代目前实际生产中，人工依存度高、效率低下的检测方式。
【背景技术】
[0002]机械制造中，很多关键重要零件，在整机装配前，通常需要逐个检测。目前实际生产线上还是大多采用磁粉检测方式，人工依存度大，不利于实现自动化。比较有希望取代人工方法实现自动化的，主要有超声和电磁检测方式，但超声检测对零件表面损伤不敏感，有些裂纹的出现，则往往是先从表面开始的，因此对零件表面缺陷检测不容忽视。电磁检测技术中最典型方法涡流检测方法，无须耦合，检测效率高，是一种能够用于零件表面缺陷检查的，较有前景的方法。
[0003]本发明提出了一种新型阵列式结构涡流传感器，该传感器结构把柔性和刚性有机结合，不仅能检测平面零件，而且对曲面零件也有一定适应性。
[0004]本发明的目的在于为检测重要零件表面缺陷提供一种新型的涡流传感器结构和
目.ο
【发明内容】
[0005]本发明中阵列传感器结构由线圈和柔性胶垫、充气气囊、步进电机组成，传感器线圈机构组成差动系列，中间线圈为检测，周围线圈做差动激励，充气气囊将传感器线圈紧压在被测零件表面上，这种结构对小曲率曲面零件也有一定适应性，步进电机将传感器结构送到需要检测位置，从而实现检测。
[0006]有益效果:
[0007]本发明设计了一种新型涡流传感器阵列结构和检测装置，以有效实现机械零件的表面损伤检测。这种传感器结构和检测方式可有效解决小曲率曲面零件的检测问题，对于取代实际生产中落后的检测方式，具有重要意义。
【附图说明】
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[0008]图1:阵列传感器探头结构实物图；
[0009]图2:气囊实物图，图中球形部分即是；
[0010]图3:步进电机进给部分；
[0011]图4:多路信号采集系统；
[0012]图5:气栗及气路系统；
[0013]图6:检测装置外观图；
[0014]图7:裂纹缺陷，材料为铝合金，裂纹参数:宽度2mm，深度3mm，长度1mm;
[0015]图8:检测结果图，图中圆形黑色部分为裂纹位置。
【具体实施方式】
[0016]为了更好地说明本发明的目的和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
[0017]实施例中选用一铝合金小曲率曲面零件，在上面用机械方法加工出尺寸为(宽X长X深，较大)2mm X 1mm X 3mm的裂纹状缺陷。
[0018]将阵列传感器移动至缺陷位置，在缺陷位置可观测到信号幅值发生突变，将信号通过低通滤波器等进一步处理，即可清晰提取出缺陷信号，如图8所示，裂纹缺陷信号为图中黑色部分。
[0019]本实施例仅为一种材料的试件进行了检测。本发明可以对多种导电材料进行检测，且传感器的线圈圈数、线径等可以调整。
【主权项】
1.一种涡流阵列检测金属缺陷扫查装置，由柔性阵列式检测涡流探头、气囊式装置、步进电机、多通道信号采集装置、计算机组成。柔性阵列涡流传感器由30组刚性线圈等间距固定在柔性橡胶垫上制成，每个单元线圈结构都是一致的。橡胶垫具有一定柔性，可以满足小曲率曲面零件的检测需求。检测时气囊式装置充气，将阵列式涡流探头压紧在零件表面上，步进电机驱动则可保证装置在任何地方实现检测。多通道信号采集装置最多可采集48路信号，在计算机中进行成像处理。2.一种柔性阵列式检测涡流探头，工作时中间位置传感器起检测作用，周围相邻传感器做差动信号，起激励作用。当检测中没遇到缺陷时，检测信号没有太大变化，当被测零件表面存在缺陷时，该检测信号变化较大，利用这种关系，就可以检出零件上存在缺陷与否。3.高速采样装置，为箱式结构，由于市场上没有类似结构，为自主研发而成。该装置最多可采集48路、每路500KHZ、幅值为正负1V的交变信号，并可根据需要进行放大和滤波处理。4.涡流信号激励电路和信号处理电路的基本原理如下。 电路主要分为两部分，激励电路和信号处理电路。其中激励部分由ICL8038作为函数发生芯片，产生幅值、频率可调的正弦激励信号，通过电压跟随器后，信号分成两路。其中一路通过移相器实现与另一路的90度相位差。至此实现对两对线圈绕组相位相差90度的激励工作。 由检测线圈拾取的原始信号需要处理电路进行进一步处理。信号首先通过放大器，进行初步放大后经过鉴相器滤除交流成分及部分干扰，保留包含缺陷尺寸信息的直流成分。再经过两次放大并滤波最终实现信号输出至计算机。
【专利摘要】本发明名称为一种涡流阵列检测金属缺陷装置，属于无损检测领域中电磁涡流检测技术范畴。涡流阵列检测是涡流无损检测的一个重要分支，既有传统检测方法非接触检测的优点，又融合了阵列检测方法，易于实现大面积、快速检测的优势。本专利提出了一种新型涡流检测装置方案，该方案将气囊和步进电机等和阵列传感器有机结合，可以实现对小曲率曲面损伤的有效检测。这种装置未必比单探头检测装置精度高，但却有迅速、高效的优点，对于曲面缺陷也有一定适应性，在检测腐蚀、减薄等大面积损伤检测方面具有独特优势。
【IPC分类】G01N27/90
【公开号】CN105588878
【申请号】CN201610009792
【发明人】张卫民, 岳明明, 秦峰, 庞炜涵, 陈国龙
【申请人】北京理工大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年1月7日