專(zhuān)利名稱(chēng)：一種采用對(duì)管連接的電渦流探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電渦流傳感器，更特別地說(shuō)，是指一種用于測(cè)量導(dǎo)體材料缺陷的 電渦流探頭。
背景技術(shù)：
電渦流檢測(cè)的工作原理為當(dāng)導(dǎo)體材料靠近載有交變電流的激勵(lì)線(xiàn)圈時(shí)，將在導(dǎo) 體材料中產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，同時(shí)交變磁場(chǎng)在導(dǎo)體中感應(yīng)出渦流。由于導(dǎo)體材料表層理化特性 不連續(xù)、裂紋、缺陷、痕跡等的存在會(huì)使導(dǎo)體材料中的渦流不同，從而使渦流產(chǎn)生的與激勵(lì) 磁場(chǎng)反向的磁場(chǎng)也不同，檢測(cè)該磁場(chǎng)就能判斷出導(dǎo)體材料的性能。因此，電渦流探頭是渦流 檢測(cè)的關(guān)鍵部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于測(cè)量導(dǎo)體材料缺陷的電渦流探頭，該電渦流探頭由 激勵(lì)線(xiàn)圈、兩個(gè)霍爾傳感器和T形端蓋組成。激勵(lì)線(xiàn)圈繞制在T形端蓋的圓柱上，霍爾傳感 器置于圓柱的下方，并且兩個(gè)霍爾傳感器采用對(duì)管連接方式。電渦流探頭的激勵(lì)線(xiàn)圈接通 交流電流后，將在導(dǎo)體材料表層產(chǎn)生渦流，由于被測(cè)導(dǎo)體材料的表層內(nèi)材質(zhì)的理化特性的 不連續(xù)、裂紋、缺陷、痕跡的存在，使得導(dǎo)體內(nèi)的渦流分布發(fā)生變化，渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)將產(chǎn)生 變化，通過(guò)采用霍爾元件測(cè)量被測(cè)的導(dǎo)體材料表面的磁場(chǎng)大小，即可讀取表面缺陷信息。本發(fā)明的電渦流探頭具有如下優(yōu)點(diǎn)①采用兩個(gè)霍爾元件通過(guò)對(duì)管連接的方式進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量，該連接方式的電渦流探 頭的檢測(cè)信號(hào)經(jīng)差分處理后能夠增大檢測(cè)信號(hào)、減小誤差。②由于激勵(lì)線(xiàn)圈繞制在杯形鐵芯體上，增大了被測(cè)的導(dǎo)體材料中的勵(lì)磁磁場(chǎng)，且 可減少電磁干擾。電渦流探頭與被測(cè)試件幾乎形成了閉合磁路。③為了實(shí)現(xiàn)小尺寸的結(jié)構(gòu)器件，采用杯形鐵芯體和激勵(lì)線(xiàn)圈繞制在杯形鐵芯體上 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得電渦流探頭的體積小尺寸得以實(shí)現(xiàn)；另外采用小尺寸的霍爾元件使得電 渦流探頭的感應(yīng)區(qū)域很小，空間分辨率得以提高。④當(dāng)激勵(lì)線(xiàn)圈接通交流電流后，將在導(dǎo)體材料表層產(chǎn)生渦流，由于表層內(nèi)材質(zhì)的 理化特性的不連續(xù)、裂紋、缺陷、痕跡的存在，使得導(dǎo)體內(nèi)的渦流分布發(fā)生變化，渦流產(chǎn)生的 磁場(chǎng)將產(chǎn)生變化，通過(guò)采用霍爾元件測(cè)量被測(cè)的導(dǎo)體材料表面的磁場(chǎng)大小，即可讀取表面 缺陷信息。


圖1是本發(fā)明電渦流探頭的外部結(jié)構(gòu)圖。圖IA是本發(fā)明電渦流探頭的另一視角結(jié)構(gòu)圖。圖IB是本發(fā)明電渦流探頭的分解圖。圖2是本發(fā)明T形端蓋的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明電渦流探頭的剖示圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。在航空航天材料的無(wú)損檢測(cè)中，微小裂紋的存在將可能造成安全隱患，因此要求 電渦流探頭在檢測(cè)量應(yīng)當(dāng)具有對(duì)裂紋有較高的空間分辨率和檢測(cè)靈敏度。
參見(jiàn)圖1、圖1A、圖IB所示，本發(fā)明的一種采用對(duì)管連接的電渦流探頭，該電渦流 探頭由圓筒1、τ形端蓋2、Α霍爾傳感器3、Β霍爾傳感器4和激勵(lì)線(xiàn)圈5組成。本發(fā)明設(shè)計(jì) 的采用對(duì)管連接的電渦流探頭能夠用于導(dǎo)體材料表層理化特性不連續(xù)、裂紋、缺陷等檢測(cè)。T形端蓋2包括有蓋板23和圓柱22，蓋板23上設(shè)有通孔21 ；該圓柱22用于繞制 漆包圓銅線(xiàn)，漆包圓銅線(xiàn)經(jīng)繞制在圓柱22上后形成激勵(lì)線(xiàn)圈5 ；該通孔21用于激勵(lì)線(xiàn)圈5、 A霍爾傳感器3和B霍爾傳感器4上各自的連接線(xiàn)穿過(guò)。工作時(shí)，電渦流探頭上的激勵(lì)線(xiàn)圈 5通過(guò)連接線(xiàn)與交流電源連接。圓筒1的中間為空腔11，該空腔11用于放置T形端蓋2的圓柱22、激勵(lì)線(xiàn)圈5、Α 霍爾傳感器3與B霍爾傳感器4 ；圓筒1的一端與T形端蓋2的蓋板23采用膠粘連接。T形端蓋2安裝在圓筒1的一端，且T形端蓋2的圓柱22置于圓筒1的空腔11 內(nèi)，圓筒1的另一端可以與被測(cè)導(dǎo)體材料6接觸或者非接觸(如圖3所示)；T形端蓋2的 圓柱22上繞制有激勵(lì)線(xiàn)圈5 ；在T形端蓋2的圓柱22下方安裝有B霍爾傳感器4和A霍 爾傳感器3，A霍爾傳感器3與B霍爾傳感器4為對(duì)管連接。在本發(fā)明中，激勵(lì)線(xiàn)圈5采用漆包圓銅線(xiàn)，漆包圓銅線(xiàn)的直徑為0. 05mm 1. 00mm。在本發(fā)明中，A霍爾傳感器3與B霍爾傳感器4選取相同型號(hào)的霍爾傳感器，如 A1321霍爾傳感器、UN3503霍爾傳感器、TLG10696AN。在本發(fā)明中，圓筒1和T形端蓋2采用鐵磁材料加工，如10號(hào)鋼、DT4UJ22軟磁 材料、1J79軟磁材料等。參見(jiàn)圖2所示圓筒1與T形端蓋2的尺寸為H表示圓筒1的高，D表示圓筒1 的內(nèi)直徑，h表示T形端蓋2中圓柱22的高，d表示T形端蓋2的圓柱22的直徑，則有
H-h 彡 2. 5mm，i/ = iz) i^。 5 2本發(fā)明的電渦流探頭能夠應(yīng)用在磁懸浮軸承位置檢測(cè)、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片較大曲率部位 微小裂紋檢測(cè)、或者石油鉆探中探頭裂紋檢測(cè)中。激勵(lì)線(xiàn)圈5為漆包圓銅線(xiàn)，其繞制在T形 端蓋2的圓柱22上，線(xiàn)圈匝數(shù)越多，在相同加載電流下，其產(chǎn)生的激勵(lì)場(chǎng)越大。本發(fā)明電渦 流探頭中的激勵(lì)線(xiàn)圈接通交流電流后，將在被測(cè)試的導(dǎo)體材料表層產(chǎn)生渦流，由于表層內(nèi) 材質(zhì)的理化特性的不連續(xù)、裂紋、缺陷、痕跡的存在，使得導(dǎo)體內(nèi)的渦流分布發(fā)生變化，渦流 產(chǎn)生的磁場(chǎng)將產(chǎn)生變化，通過(guò)采用霍爾元件測(cè)量被測(cè)的導(dǎo)體材料表面的磁場(chǎng)大小，即可讀 取表面信息。實(shí)施例為了滿(mǎn)足磁懸浮軸定位中對(duì)探頭尺寸較小的要求，本實(shí)施制作出了如下尺寸的電 渦流探頭，具體參數(shù)如下圓筒1的高為4. 5mm,內(nèi)徑為3_，外徑4_ ；
T形端蓋2的外徑4mm，圓柱的直徑1. 5mm，圓柱的高2mm ；A霍爾傳感器3與B霍爾傳感器4的疊加厚度為2. 5mm ；激勵(lì)線(xiàn)圈5為漆包圓銅線(xiàn)繞制150匝形成。通過(guò)設(shè)計(jì)的小尺寸的、微型的電渦流探頭在磁懸浮軸定位中應(yīng)用所檢測(cè)得到的參數(shù)來(lái)看，說(shuō)明本實(shí)施例制得的電渦流探頭是可行的。另外可以直接與磁懸浮軸粘接，安裝方 便，并且減小了占用空間。
權(quán)利要求
一種采用對(duì)管連接的電渦流探頭，其特征在于包括有圓筒(1)、T形端蓋(2)、A霍爾傳感器(3)、B霍爾傳感器(4)和激勵(lì)線(xiàn)圈(5)；圓筒(1)的中間為空腔(11)；T形端蓋(2)包括有蓋板(23)和圓柱(22)，蓋板(23)上設(shè)有通孔(21)，圓柱(22)用于繞制漆包圓銅線(xiàn)，漆包圓銅線(xiàn)經(jīng)繞制在圓柱(22)上后形成激勵(lì)線(xiàn)圈(5)；圓筒(1)的一端與T形端蓋(2)的蓋板(23)采用膠粘連接，T形端蓋(2)的圓柱(22)置于圓筒(1)的空腔(11)內(nèi)，圓柱(22)上有激勵(lì)線(xiàn)圈(5)，圓柱(22)的端部安裝有B霍爾傳感器(4)，B霍爾傳感器(4)的另一端與A霍爾傳感器(3)對(duì)管連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用對(duì)管連接的電渦流探頭，其特征在于圓筒(1)與T形端蓋⑵的尺寸為<formula>formula see original document page 2</formula>1表示圓筒(1)的高度，D表示圓筒(1)的內(nèi)直徑，h表示T形端蓋(2)中圓柱(22)的高度，d表示T形端蓋(2)的圓柱(22)的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用對(duì)管連接的電渦流探頭，其特征在于激勵(lì)線(xiàn)圈(5)采 用漆包圓銅線(xiàn)，漆包圓銅線(xiàn)的直徑為0. 05mm 1.00mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用對(duì)管連接的電渦流探頭，其特征在于由于B霍爾傳感 器(4)與A霍爾傳感器(3)采用對(duì)管連接方式，故A霍爾傳感器(3)與B霍爾傳感器(4) 選取相同型號(hào)的霍爾傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用對(duì)管連接的電渦流探頭，其特征在于B霍爾傳感器(4) 與A霍爾傳感器(3)選用如A1321霍爾傳感器、UN3503霍爾傳感器或者TLG10696AN。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用對(duì)管連接的電渦流探頭，其特征在于圓筒(1)和T形 端蓋(2)采用鐵磁材料加工。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采用對(duì)管連接的電渦流探頭，其特征在于圓筒(1)和T形 端蓋(2)采用如10號(hào)鋼、DT4、1J22軟磁材料或者1J79軟磁材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用對(duì)管連接的電渦流探頭，其特征在于圓筒(1)的高為 4. 5mm,內(nèi)徑為3mm，外徑4mm ；T形端蓋(2)的外徑4mm，圓柱的直徑1. 5mm,圓柱的高2mm ；A 霍爾傳感器(3)與B霍爾傳感器(4)對(duì)管連接后的疊加厚度為2. 5mm;激勵(lì)線(xiàn)圈(5)為漆 包圓銅線(xiàn)繞制150匝形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用對(duì)管連接的電渦流探頭，其特征在于能夠應(yīng)用在磁懸 浮軸承位置檢測(cè)、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片較大曲率部位微小裂紋檢測(cè)、或者石油鉆探中探頭裂紋檢測(cè) 中。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用對(duì)管連接的電渦流探頭，該電渦流探頭用于測(cè)量導(dǎo)體材料的缺陷，該電渦流探頭由圓筒、T形端蓋、A霍爾傳感器、B霍爾傳感器和激勵(lì)線(xiàn)圈組成；圓筒的一端安裝有T形端蓋，且T形端蓋的導(dǎo)磁柱置于圓筒的空腔內(nèi)，導(dǎo)磁柱上繞制有激勵(lì)線(xiàn)圈；在T形端蓋的導(dǎo)磁柱下方安裝有采用對(duì)管連接方式進(jìn)行放置的B霍爾傳感器和A霍爾傳感器。本發(fā)明電渦流探頭中的激勵(lì)線(xiàn)圈在加載交流電流后，將在被測(cè)導(dǎo)體材料的表層形成渦流，然后采用兩個(gè)霍爾傳感器采集磁場(chǎng)信號(hào)。該電渦流探頭能夠快速地、準(zhǔn)確地檢測(cè)出導(dǎo)體材料表層缺陷。
文檔編號(hào)G01N27/90GK101813665SQ20101014264
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者張艷華, 肖春燕 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)