能导磁的导体缺陷磁封闭电磁热激励检测装置及检测方法
【专利摘要】本发明涉及能导磁的导体缺陷磁封闭电磁热激励检测装置及检测方法，包括动力小车、U型导磁体、激励线圈及压紧弹簧，所述U型导磁体固定在动力小车底部一端，所述U型导磁体包括一体成型的热激励加热部及固定部，所述固定部设置在热激励加热部两端，所述激励线圈套设在热激励加热部上，所述固定部通过压紧弹簧与动力小车弹性连接。该能导磁的导体缺陷磁封闭电磁热激励检测装置及检测方法基于电磁感应和涡电流效应原理，采用电磁加热方法，可以选择不同的频率、波形、功率进行热激励，可对事件进行局部激励，通过对被加热部位动态升降温过程的检测，就可以找出导体表面和较深层缺陷，便于操作，调节灵活方便，检测精度较高。
【专利说明】能导磁的导体缺陷磁封闭电磁热激励检测装置及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无损检测【技术领域】，尤其涉及一种能导磁的导体缺陷磁封闭电磁热激励检测装置及检测方法。
【背景技术】
[0002]主动式热激励(加热)能使被检测材料由于内部缺陷在表面产生不同的温度场分布，再通过红外热像仪成像，从而可以比较直观地看清内部缺陷。同时经过后期的缺陷识另O，可对缺陷进行定量研究。常用的热激励方式有等离子喷注、直接火焰、高能脉冲加热、红外灯和热超声等，其中最常用的是高能脉冲闪光灯加热方法，它是利用脉冲氙灯或其他高能气体放电灯进行高能放电时所发出的强光辐射，瞬时放出热能，对被测物体进行瞬时激励。然而该类检测方法较为复杂，对于加工工艺要求较高，操作非常不便，检测的精度也较差。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:为了提供一种能导磁的导体缺陷磁封闭电磁热激励检测装置及检测方法，可以选择不同的频率、波形、功率进行热激励，对事件进行局部激励，找出待测导体表面和深层缺陷。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种能导磁的导体缺陷磁封闭电磁热激励检测装置，包括动力小车、U型导磁体、激励线圈及压紧弹簧，所述U型导磁体固定在动力小车底部一端，所述U型导磁体包括一体成型的热激励加热部及固定部，所述固定部设置在热激励加热部两端，所述激励线圈套设在热激励加热部上，所述固定部通过压紧弹簧与动力小车弹性连接。
[0005]所述动力小车内均匀设置有三个行走车轮，行走车轮镶嵌在动力小车的通槽内，行走车轮与驱动电机连接，驱动电机通过行走车轮控制动力小车移动或转向。
[0006]作为优选，所述U型导磁体为铁氧体，U型导磁体的热激励加热部为一长方形柱体，其宽度与激励线圈的直径相对应，U型导磁体的两端向下弯折形成固定部，固定部上端通过压紧弹簧与动力小车底部弹性连接，固定部下端则与待测导体表面接触。
[0007]本发明还提供一种导体缺陷磁封闭电磁热激励检测方法，包括如下步骤:
步骤一:将激励线圈接到频率可调、功率可调的正弦波信号发生器上，估算该待测导体
厚度下的最低不穿透频率，并调整到该频率区间；
步骤二:打开红外摄像机，以单位速度对着动力小车下的磁封闭通道摄取红外温度场图像；
步骤三:驱动动力小车在待测导体上匀速运行，同时打开正弦波信号发生器产生激励电流；
步骤四:处理红外图像信息，提取等温图和等升降温速率图；
步骤五:根据有无光斑、光斑的大小和等温图、等升降温速率图是否异常判断缺陷是否存在以及缺陷的大小；
步骤六:发现存在缺陷后判断缺陷深度，待原低频激励冷却后，调节激励频率从低频到中频，再到高频，每调整频率后激励一次，需要等冷却后再调频率激励，高频仍然出现缺陷现象意味着缺陷在表层中，依次类推；
步骤七:循环往复直到动力小车走完整个待测导体为止。
[0008]本发明的有益效果是:本发明能导磁的导体缺陷磁封闭电磁热激励检测装置及检测方法基于电磁感应和涡电流效应原理，采用电磁加热方法，可以选择不同的频率、波形、功率进行热激励，可对事件进行局部激励，只要被激励导体磁导率和电阻率一致，在激励功率、频率不变、加热时间基本一致的情况下，通过对被加热部位动态升降温过程的检测，就可以找出导体表面和较深层缺陷，便于操作，调节灵活方便，检测精度较高。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0010]图1是本发明能导磁的导体缺陷磁封闭电磁热激励检测装置的一较佳实施例的立体结构示意图；
图2是图1中I部分的局部放大示意图；
图中:1.动力小车，2.行走车轮，3.驱动电机，4.U型导磁体，41.热激励加热部，42.固定部，5.激励线圈，6.压紧弹簧。
【具体实施方式】
[0011]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。
[0012]如图1、图2所示，一种能导磁的导体缺陷磁封闭电磁热激励检测装置，包括动力小车1、U型导磁体3、激励线圈5及压紧弹簧6，所述U型导磁体4固定在动力小车I底部一端，所述U型导磁体4包括一体成型的热激励加热部41及固定部42，所述固定部42设置在热激励加热部41两端，所述激励线圈5套设在热激励加热部41上，所述固定部42通过压紧弹簧6与动力小车I弹性连接。
[0013]所述动力小车I内均匀设置有三个行走车轮2，行走车轮2镶嵌在动力小车I的通槽内，行走车轮2与驱动电机3连接，驱动电机3通过行走车轮2控制动力小车I移动或转向。
[0014]所述U型导磁体4为铁氧体，U型导磁体4的热激励加热部41为一长方形柱体，其宽度与激励线圈5的直径相对应，U型导磁体4的两端向下弯折形成固定部42，固定部42上端通过压紧弹簧6与动力小车I底部弹性连接，固定部42下端则与待测导体表面接触。
[0015]本发明还提供一种能导磁的导体缺陷磁封闭电磁热激励检测方法，包括如下步骤:
步骤一:将激励线圈5接到频率可调、功率可调的正弦波信号发生器上，估算该待测导体厚度下的最低不穿透频率，并调整到该频率区间；
步骤二:打开红外摄像机，以几十副图像/秒的速度，对着动力小车I下的磁封闭通道摄取红外温度场图像； 步骤三:驱动动力小车I在待测导体上匀速运行，同时打开正弦波信号发生器产生激励电流；
步骤四:处理红外图像信息，提取等温图和等升降温速率图；
步骤五:根据有无光斑、光斑的大小和等温图、等升降温速率图是否异常判断缺陷是否存在以及缺陷的大小；
步骤六:发现存在缺陷后判断缺陷深度，待原低频激励冷却后，调节激励频率从低频到中频，再到高频，每调整频率后激励一次，需要等冷却后再调频率激励，高频仍然出现缺陷现象意味着缺陷在表层中，依次类推；
步骤七:循环往复直到动力小车I走完整个待测导体为止。
[0016]本发明工作原理如下:U型导磁体4上的热激励加热部41密绕有交流激励线圈5，为了与其下方的被测物紧密接触形成磁封闭回路，U型导磁体4上面装有压紧弹簧6，当激励线圈5中通以交流电流时，与U型导磁体4形成封闭回路的被测导体将产生电涡流热效应，而发出红外热波，在加热停留时间一定(利用动力小车I匀速移动)、磁路截面积相等(调整激励频率，不在厚薄不均的导体上引起激励过深而有局部穿透漏磁)、激励功率相等的情况下，动力小车I走过前后间隔一定时间(如几十ms)的红外图像，并将图像转为温度场各点等温图，就可以判断与U型导磁体4形成封闭回路的被测导体上是否存在缺陷；再进一步处理，提取封闭回路的被测导体上升温速率的变化——即提取升温点导数(或离散差分)，并作出等速率升降温曲线，可以更明显的看出导体回路中缺陷的存在，这是因为在封闭回路的被测导体中如果没有缺陷存在，其磁导率和电阻率基本相等，在动力小车I走过前后各升温点的升温速率大小基本相等；而如果存在内部缺陷，则由于其磁导率下降和电阻率上升，在整个封闭回路被测导体磁通道上电涡流电流变小，而由于缺陷处形成新的内表面漏磁点，存在表面电涡流“集肤效应”反而电涡流增大而快速升温，于是该被测导体磁通道上，温度不再均匀，而是有缺陷处温度比其他小车走过的地方高，同一通道上的其它各点又比其它各点低的不均匀温度场现象，表现在红外图像上为同一封闭磁路通道明暗对比度明显(该封闭磁路通道缺陷处较其它无缺陷通道亮，该通道无缺陷处比其它无缺陷通道暗)，正常情况则没有明显的对比度差异。
[0017]与现有技术相比，本发明能导磁的导体缺陷磁封闭电磁热激励检测装置及检测方法基于电磁感应和涡电流效应原理，采用电磁加热方法，可以选择不同的频率、波形、功率进行热激励，可对事件进行局部激励，只要被激励导体磁导率和电阻率一致，在激励功率、频率不变、加热时间基本一致的情况下，通过对被加热部位动态升降温过程的检测，就可以找出导体表面和较深层缺陷，便于操作，调节灵活方便，检测精度较高。
[0018]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】
1.一种能导磁的导体缺陷磁封闭电磁热激励检测装置，其特征在于:包括动力小车、U型导磁体、激励线圈及压紧弹簧，所述U型导磁体固定在动力小车底部一端，所述U型导磁体包括一体成型的热激励加热部及固定部，所述固定部设置在热激励加热部两端，所述激励线圈套设在热激励加热部上，所述固定部通过压紧弹簧与动力小车弹性连接。
2.如权利要求1所述的能导磁的导体缺陷磁封闭电磁热激励检测装置，其特征在于:所述动力小车内均匀设置有若干行走车轮，所述行走车轮与驱动电机连接。
3.如权利要求1所述的能导磁的导体缺陷磁封闭电磁热激励检测装置，其特征在于:所述U型导磁体为铁氧体。
4.一种能导磁的导体缺陷磁封闭电磁热激励检测方法，其特征在于:所述检测方法采用如权利要求1-3所述的能导磁的导体缺陷磁封闭电磁热激励检测装置，包括如下步骤: 步骤一:将激励线圈接到频率可调、功率可调的正弦波信号发生器上，估算该待测导体厚度下的最低不穿透频率，并调整到该频率区间； 步骤二:打开红外摄像机，以单位速度对着动力小车下的磁封闭通道摄取红外温度场图像； 步骤三:驱动动力小车在待测导体上匀速运行，同时打开正弦波信号发生器产生激励电流； 步骤四:处理红外图像信息，提取等温图和等升降温速率图； 步骤五:根据有无光斑、光斑的大小和等温图、等升降温速率图是否异常判断缺陷是否存在以及缺陷的大小； 步骤六:发现存在缺陷后判断缺陷深度，待原低频激励冷却后，调节激励频率从低频到中频，再到高频，每调整频率后激励一次，需要等冷却后再调频率激励，高频仍然出现缺陷现象意味着缺陷在表层中，依次类推； 步骤七:循环往复直到动力小车走完整个待测导体为止。
【文档编号】G01N25/72GK103940852SQ201410154429
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月17日 优先权日:2014年4月17日
【发明者】杨龙兴, 杨浩轩 申请人:江苏理工学院