>[0025]在下面所述【具体实施方式】中所提到的方向用语，例如:上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用方向用语是为了便于说明本发明，并非用来限制本发明。
[0026]本实施例的基于动生涡电流的金属管件无损检测装置，其结构如图1所示，构成包括:运送待检测金属管件I的“V”型轮运送装置3，待检测金属管件从中穿过的直流磁化线圈2，在直流磁化线圈2两侧周向360°布置的磁敏传感器阵列4与4’，信号调理电路5，采集卡6和计算机7。所述磁敏传感器阵列4与4’由四个支架8固定在直流磁化线圈2上，磁敏传感器的端面与待检测金属管件表面之间的距离为1.0_。待检测金属管件I在“V”型轮运送装置3的驱动下以10米/分钟速度作直线推进运动，从直流磁化线圈中穿过，由磁敏传感器阵列4与4’拾取金属管件中的缺陷引起的扰动电磁场信号，并将扰动电磁场信号转化为电信号，电信号经信号调理电路5进行放大、滤波之后，进入采集卡6进行A/D转换，将模拟信号转化为数字信号，最后进入计算机7进行信号处理并显示。所述直流磁化线圈可在磁敏传感器布置区域内产生径向磁场强度5000A/m。
[0027]直流磁化线圈产生的磁场分布如图2所示。以待检测金属管件1(以下简称管件)轴线为中心，建立圆柱坐标系。沿着管件运动方向，以直流磁化线圈2为中心将管件划分为靠近区和离开区，并对磁化线圈施加如图所示方向磁化传导电流，形成的磁化场主要特征是:在靠近区磁力线从空气中进入管件，在磁化线圈中部汇聚，然后在离开区折射入空气中。将磁化场矢量B(r，z)分解为轴向分量Bz(r，z)和径向分量Br(r，z)。径向分量Br(r，z)在靠近区方向指向管件内部，在磁化线圈中部为发生转变，在离开区方向指向管件外部。与管件同轴的圆环Κπ?,ζο)在前进过程中的速度方向与径向分量Br(r，z)垂直，从而会在管件内部产生动生祸电流。
[0028]管件内动生涡电流分布如图3所示。由于管件I与磁化线圈2同轴，根据管件I的运动方向以及磁场径向分量Br(r，z)的分布，管件中的自由电子在洛伦兹力的作用下，在管件的靠近区与离开区，分别形成沿圆周方向均匀分布的涡电流闭合环路9与9’。其中，靠近区的动生涡电流闭合环路9的方向与磁化传导电流方向相反，而在离开区，动生涡电流闭合环路9 ’的方向与磁化传导电流方向相同。
[0029]磁敏传感器阵列布置如图4所示。在直流磁化线圈2两侧的靠近区与离开区布置360°全周向传感器阵列4与4’，分别用于拾取动生涡电流环路9与9’附近的扰动电磁场信号。电磁场的变化信号由传感器阵列4与4’转化为电信号，随后经过信号调理电路5进行放大、滤波，之后进入采集卡6进行A/D转换，将模拟信号转化为数字信号，最后进入计算机7进行信号处理并显示。
[0030]金属管件中无缺陷时的涡电流环路分布如图5所示。当金属管件I靠近区和离开区内无缺陷时，动生涡电流9与9’在管件内均匀分布，此时传感器阵列4与4’所拾取的电磁场信号并无异常。
[0031]金属管件中有缺陷时的涡电流环路分布如图6所示。如果管件I中存在裂纹等缺陷，涡电流环路9与9’在缺陷处的传导路径将发生畸变，并在管件表面形成可探测的扰动电磁场。布置于管件表面的传感器阵列4与4’将拾取到该电磁场的变化信号，从而可实现缺陷的有效检测。
【主权项】
1.一种基于动生涡电流的金属管件电磁无损检测装置，其特征在于:包括运送待检测金属管件(I)的运送装置(3)、待检测金属管件从中穿过的直流磁化线圈(2)、磁敏传感器、信号调理电路(5)、采集卡(6)和计算机(7)，磁敏传感器、信号调理电路、采集卡和计算机依次连接，所述磁敏传感器围绕待检测金属管件周向于动生涡电流集中的靠近区或/和离开区内布置，检测装置运行时，待检测金属管件由运送装置运送穿过直流磁化线圈，磁敏传感器拾取管件表面的电磁场变化信号，将电磁场变化信号转化为电信号，电信号经信号调理电路放大、滤波后，由采集卡进行A/D转换，提供给计算机进行分析处理，得到管件的缺陷信息。2.根据权利要求1所述的基于动生涡电流的金属管件电磁无损检测装置，其特征在于:所述磁敏传感器分别设置在直流磁化线圈两侧动生涡电流集中的靠近区和离开区内，且沿待检测金属管件周向均匀阵列布置。3.根据权利要求2所述的基于动生涡电流的金属管件电磁无损检测装置，其特征在于:阵列布置的磁敏传感器通过支架(8)设置在直流磁化线圈上。4.根据权利要求1或2或3所述的基于动生涡电流的金属管件电磁无损检测装置，其特征在于:所述磁敏传感器的端面与待检测金属管件表面之间的距离不大于2.0_。5.根据权利要求4所述的基于动生涡电流的金属管件电磁无损检测装置，其特征在于:所述磁敏传感器的端面与待检测金属管件表面之间的距离为0.5?1.0_。6.根据权利要求1或2或3所述的基于动生涡电流的金属管件电磁无损检测装置，其特征在于:所述运送装置使其运送的待检测金属管件与直流磁化线圈同轴地从直流磁化线圈中穿过。7.根据权利要求1或2或3所述的基于动生涡电流的金属管件电磁无损检测装置，其特征在于:所述传送装置为“V”型轮运送装置，直流磁化线圈的两边至少各布置一副“V”型轮机构。8.根据权利要求1或2或3所述的基于动生涡电流的金属管件电磁无损检测装置，其特征在于:所述运送装置运送待检测金属管件的移动速度不低于3米/分钟。9.根据权利要求1或2或3所述的基于动生涡电流的金属管件电磁无损检测装置，其特征在于:直流磁化线圈在磁敏传感器布置区域内产生的径向磁场强度不得低于3000A/m。10.根据权利要求8所述的基于动生涡电流的金属管件电磁无损检测装置，其特征在于:直流磁化线圈在磁敏传感器布置区域内产生的径向磁场强度不得低于3000A/m。
【专利摘要】本发明公开了一种基于动生涡电流的金属管件电磁无损检测装置，包括运送待检测金属管件的运送装置、待检测金属管件从中穿过的直流磁化线圈、磁敏传感器、信号调理电路、采集卡和计算机，磁敏传感器、信号调理电路、采集卡和计算机依次连接，所述磁敏传感器围绕待检测金属管件周向于动生涡电流集中的靠近区或/和离开区布置。待检测金属管件由运送装置运送穿过直流磁化线圈，磁敏传感器拾取管件表面的电磁场变化信号，将电磁场变化信号转化为电信号，电信号经信号调理电路放大、滤波后，由采集卡进行A/D转换，提供给计算机分析处理，得到管件的缺陷信息。本发明能够对金属管件内/外部缺陷进行准确高速的检测，且装置结构简单，制造成本低。
【IPC分类】G01N27/90
【公开号】CN105510433
【申请号】CN201610084530
【发明人】伍剑波, 唐健, 王杰, 方辉
【申请人】四川大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年2月5日