一种同轴心圆形矩形双线圈涡流探头的制作方法

1.本发明属于电涡流检测领域，具体地，涉及一种同轴心圆形矩形双线圈涡流探头。


背景技术：

2.电涡流传感器是一种传统的非接触型测量传感设备，具备无损检测、高灵敏度、响应速度快及抗干扰能力强等优异特性，被广泛应用在工业生产等各领域中的位移测量、缺陷检测以及设备运行状态监测。
3.然而，受限于线圈结构参数优化、检测电路创新设计和测量误差动态补偿等技术瓶颈，现有电涡流传感器普遍存在灵敏度欠佳、线性度不足、抗温度干扰能力差等突出局限，直接制约着其在各类极限环境下高精度检测领域的推广应用。
4.2020年赵志坚在发明专利cn202010303120.4中，公开了一种双线圈涡流传感器，该方法采用双涡流线圈,通过上下通孔互联，实现涡流信号传输，并且利用屏蔽层进行集成芯片，防止芯片的串扰，但该方法结构复杂，大大增加了成本；
5.2016年翟瑶等在发明专利cn201610034095.8中，公开了一种基于双线圈的微型电涡流传感器，本发明提供了一种基于双线圈的微型电涡流传感器，包括：电极、激励线圈、感应线圈、聚酰亚胺、通孔、玻璃基片和连接线，其中：感应线圈位于激励线圈正上方；通孔位于激励线圈和感应线圈的中央，用于分别连接电极与激励线圈、电极与感应线圈；聚酰亚胺用于感应线圈与激励线圈的绝缘和支撑，玻璃基片位于最下方,连接线用于连接通孔与电极。本发明所述传感器利用电涡流检测原第一探头,所述下工作区中设置有第二线圈安装结构及第二探测窗口，所述第二探测窗口中设置有第二探头，所述上工作区、下工作区之间设置有工业陶瓷骨架，该方法能够提高灵敏度，但是结构复杂，双线圈没有并列或重合放置，对此铰链的抑制作用较弱。
6.对于单线圈主要有矩形柱线圈和圆柱线圈，矩形柱线圈因轴向磁场强度梯度变化显著，故其阻抗参数对提离距离变化尤为敏感，位移灵敏度较高，相对适用于位移检测领域；而圆柱线圈因磁场强度相对较大，易于激发被测介质内的大面积涡流效应，尤为适用于缺陷检测领域。在缺陷检测领域，圆柱线圈得益于磁场强度综合性能具有明显优势，但因其磁场主要集中于单一轴线方向，在裂纹宽度检测中普遍存在精度欠佳问题。
7.在位移检测领域，矩形柱线圈虽具备较高的位移灵敏度，但受限于磁场强度，其线性检测范围存在一定局限。为此有学者尝试将多个圆柱线圈优化布置，提出了空间多线圈结构，旨在利用圆柱线圈的高强度磁场特性，提高位移灵敏度并扩大线性范围。在缺陷检测领域，圆柱线圈得益于磁场强度综合性能具有明显优势，但因其磁场主要集中于单一轴线方向，在裂纹宽度检测中普遍存在精度欠佳问题。
8.同轴双圆柱线圈对磁交链具备一定的抑制作用，且磁场能量分布更为集中，故其灵敏度相对较高，同时得益于其紧凑结构，应用较为广泛。但是单纯的双矩形柱线圈或者双圆柱形线圈虽能发挥各自的优势，但也突出了各自缺点


技术实现要素：

9.针对上述不足，本发明提出了一种同轴心圆形矩形双线圈涡流探头，能够兼顾矩形柱线圈和圆柱线圈的优点，同时也能削弱各自缺点，不但可以用于位移检测，还可以用于缺陷检测，具有灵敏度高，线性范围大，精度高，对磁交链抑制作用强等优点。
10.本发明是通过以下方法实现的：
11.一种同轴心圆形矩形双线圈涡流探头：
12.所述探头包括矩形线圈、圆柱形线圈、线圈支架、保护壳、探头支架和延长线缆；
13.所述矩形线圈和圆柱形线圈同轴，且矩形线圈在圆柱形线圈内，均留有线圈接线；
14.所述矩形线圈和圆柱形线圈安装在线圈支架上；
15.所述线圈支架安装在探头支架顶端，所述保护壳安装在探头支架上，所述延长线缆穿过探头支架并与矩形线圈和圆柱形线圈相连接。
16.进一步地，所述探头接收前置器发送的高频振荡信号，双线圈阻抗的变化输出一个与距离成正比的直流电压,通过测量电涡流,实现对被测物体的位移、转速、偏心和厚度等测量。
17.本发明有益效果
18.(1)设计了同轴矩形柱线圈和圆柱线圈的双线圈涡流探头，能够应用在电涡流传感器上，双线圈涡流探头通过接收前置器发送过来的高频振荡信号，根据楞次定律，待测物体上会产生电磁感应。双线圈阻抗的变化输出一个与距离成正比的直流电压,因此通过电涡流大小的测量,可实现对被测物体的位移、转速、偏心、厚度等测量。
19.(2)本发明采用双线圈，能够增强信号接收；同时采用同轴设计，对磁交链的抑制作用较强；采用矩形柱线圈和圆柱形线圈的双线圈，能够很好地兼顾二者的优点，具有灵敏度高、线性范围大，精度高的特点。
附图说明
20.图1为本发明的标准件拉伸示意图；
21.图2为本发明的声弹性常数测量示意图.
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.结合图1至图2；
24.一种同轴心圆形矩形双线圈涡流探头：
25.所述探头包括矩形线圈、圆柱形线圈、线圈支架、保护壳、探头支架和延长线缆；
26.所述矩形线圈和圆柱形线圈同轴，且矩形线圈在圆柱形线圈内，均留有线圈接线；
27.所述矩形线圈和圆柱形线圈安装在线圈支架上；
28.所述线圈支架安装在探头支架顶端，所述保护壳安装在探头支架上，所述延长线缆穿过探头支架并与矩形线圈和圆柱形线圈相连接。
29.所述探头接收前置器发送的高频振荡信号，根据楞次定律，待测物体上会产生电磁感应。双线圈阻抗的变化输出一个与距离成正比的直流电压,通过测量电涡流,实现对被测物体的位移、转速、偏心和厚度等测量。
30.以上对本发明所提出的一种同轴心圆形矩形双线圈涡流探头，进行了详细介绍，对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。


技术特征：
1.一种同轴心圆形矩形双线圈涡流探头，其特征在于：所述探头包括矩形线圈、圆柱形线圈、线圈支架、保护壳、探头支架和延长线缆；所述矩形线圈和圆柱形线圈同轴，且矩形线圈在圆柱形线圈内，均留有线圈接线；所述矩形线圈和圆柱形线圈安装在线圈支架上；所述线圈支架安装在探头支架顶端，所述保护壳安装在探头支架上，所述延长线缆穿过探头支架并与矩形线圈和圆柱形线圈相连接。2.根据权利要求1所述探头，其特征在于：所述探头接收前置器发送的高频振荡信号，双线圈阻抗的变化输出一个与距离成正比的直流电压,通过测量电涡流,实现对被测物体的位移、转速、偏心和厚度等测量。

技术总结
本发明提出一种同轴心圆形矩形双线圈涡流探头：超声应力测量系统包括：超声信号发射装置，示波器，超声换能器探头和标准件；超声换能器探头的一端分别超声信号发射装置和示波器的CH1端口相连接，超声换能器探头的另一端与示波器的CH2端口相连接，超声换能器探头放置在标准件上在测得需要做应力测量结构件的声弹性常数后，通过对信号进行离散时域信号的Hilbert变换，进行波包提取后计算信号频域相位，从而得到该信号由应力引起的相移数值，再代入声弹性方程得到所测表面较为精确的应力值。值。值。


技术研发人员：田中山 王现中 杨昌群 牛道东 李育特
受保护的技术使用者：国家石油天然气管网集团有限公司华南分公司
技术研发日：2021.09.09
技术公布日：2021/11/28