專利名稱：一種采用對管連接的電渦流探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電渦流傳感器，更特別地說，是指一種用于測量導(dǎo)體材料缺 陷的電渦流探頭。
背景技術(shù)：
電渦流檢測的工作原理為當(dāng)導(dǎo)體材料靠近載有交變電流的激勵線圈時，將在導(dǎo) 體材料中產(chǎn)生交變磁場，同時交變磁場在導(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、痕跡等的存在會使導(dǎo)體材料中的渦流不同，從而使渦流產(chǎn)生的與激勵 磁場反向的磁場也不同，檢測該磁場就能判斷出導(dǎo)體材料的性能。因此，電渦流探頭是渦流 檢測的關(guān)鍵部件。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用于測量導(dǎo)體材料缺陷的電渦流探頭，該電渦流探 頭由激勵線圈、兩個霍爾傳感器和T形端蓋組成。激勵線圈繞制在T形端蓋的圓柱上，霍爾 傳感器置于圓柱的下方，并且兩個霍爾傳感器采用對管連接方式。電渦流探頭的激勵線圈 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)生的磁場將 產(chǎn)生變化，通過采用霍爾元件測量被測的導(dǎo)體材料表面的磁場大小，即可讀取表面缺陷信 肩、O本實用新型的一種采用對管連接的電渦流探頭，其包括有圓筒、T形端蓋、A霍爾 傳感器、B霍爾傳感器和激勵線圈；圓筒的中間為空腔；T形端蓋包括有蓋板和圓柱，蓋板上 設(shè)有通孔，圓柱用于繞制漆包圓銅線，漆包圓銅線經(jīng)繞制在圓柱上后形成激勵線圈；圓筒的 一端與T形端蓋的蓋板采用膠粘連接，T形端蓋的圓柱置于圓筒的空腔內(nèi)，圓柱上有激勵線 圈，圓柱的端部安裝有B霍爾傳感器，B霍爾傳感器的另一端與A霍爾傳感器對管連接。本實用新型的電渦流探頭具有如下優(yōu)點①采用兩個霍爾元件通過對管連接的方式進(jìn)行磁場測量，該連接方式的電渦流探 頭的檢測信號經(jīng)差分處理后能夠增大檢測信號、減小誤差。②由于激勵線圈繞制在杯形鐵芯體上，增大了被測的導(dǎo)體材料中的勵磁磁場，且 可減少電磁干擾。電渦流探頭與被測試件幾乎形成了閉合磁路。③為了實現(xiàn)小尺寸的結(jié)構(gòu)器件，采用杯形鐵芯體和激勵線圈繞制在杯形鐵芯體上 的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得電渦流探頭的體積小尺寸得以實現(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)激勵線圈接通交流電流后，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 磁場將產(chǎn)生變化，通過采用霍爾元件測量被測的導(dǎo)體材料表面的磁場大小，即可讀取表面 缺陷信息。
圖1是本實用新型電渦流探頭的外部結(jié)構(gòu)圖。圖IA是本實用新型電渦流探頭的另一視角結(jié)構(gòu)圖。圖IB是本實用新型電渦流探頭的分解圖。圖2是本實用新型T形端蓋的結(jié)構(gòu)圖。圖3是本實用新型電渦流探頭的剖示圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。在航空航天材料的無損檢測中，微小裂紋的存在將可能造成安全隱患，因此要求 電渦流探頭在檢測量應(yīng)當(dāng)具有對裂紋有較高的空間分辨率和檢測靈敏度。參見圖1、圖1A、圖IB所示，本實用新型的一種采用對管連接的電渦流探頭，該電 渦流探頭由圓筒1、τ形端蓋2、A霍爾傳感器3、B霍爾傳感器4和激勵線圈5組成。本實 用新型設(shè)計的采用對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。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，漆包圓銅線經(jīng)繞制在圓柱22上后形成激勵線圈5 ；該通孔21用于激勵線圈5、 A霍爾傳感器3和B霍爾傳感器4上各自的連接線穿過。工作時，電渦流探頭上的激勵線圈 5通過連接線與交流電源連接。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、激勵線圈5、 A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上繞制有激勵線圈5 ；在T形端蓋2的圓柱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對管連接。在本實用新型中，激勵線圈5采用漆包圓銅線，漆包圓銅線的直徑為0. 05mm 1. OOmm0在本實用新型中，A霍爾傳感器3與B霍爾傳感器4選取相同型號的霍爾傳感器， 如A1321霍爾傳感器、UN3503霍爾傳感器、TLG10696AN。在本實用新型中，圓筒1和T形端蓋2采用鐵磁材料加工，如10號鋼、DT4、1J22軟 磁材料、1J79軟磁材料等。參見圖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 ^ 2. 5mm, ^/ =丄1)~丄1>。 5 2本實用新型的電渦流探頭能夠應(yīng)用在磁懸浮軸承位置檢測、發(fā)動機(jī)葉片較大曲率 部位微小裂紋檢測、或者石油鉆探中探頭裂紋檢測中。激勵線圈5為漆包圓銅線，其繞制在 T形端蓋2的圓柱22上，線圈匝數(shù)越多，在相同加載電流下，其產(chǎn)生的激勵場越大。本實用新型電渦流探頭中的激勵線圈接通交流電流后，將在被測試的導(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)生的磁場將產(chǎn)生變化，通過采用霍爾元件測量被測的導(dǎo)體材料表面的磁場大 小，即可讀取表面信息。實施例為了滿足磁懸浮軸定位中對探頭尺寸較小的要求，本實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的疊加厚度為2. 5mm ；激勵線圈5為漆包圓銅線繞制150匝形成。通過設(shè)計的小尺寸的、微型的電渦流探頭在磁懸浮軸定位中應(yīng)用所檢測得到的參 數(shù)來看，說明本實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)和激勵線圈(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，漆包圓銅線經(jīng)繞制在圓柱(22)上后形成激勵線圈(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)上有激勵線圈(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)對管連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用對管連接的電渦流探頭，其特征在于圓筒(1)與T形端蓋(2)的尺寸為H-h>2.5_，^/ = |乃 |乃，!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所述的采用對管連接的電渦流探頭，其特征在于激勵線圈(5)采 用漆包圓銅線，漆包圓銅線的直徑為0. 05mm 1.00mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用對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。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用對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。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用對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號鋼、DT4、1J22軟磁材料或者1J79軟磁材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用對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)對管連接后的疊加厚度為2. 5mm ；激勵線圈(5)為漆 包圓銅線繞制150匝形成。
專利摘要本實用新型公開了一種采用對管連接的電渦流探頭，該電渦流探頭用于測量導(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霍爾傳感器和激勵線圈組成；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)磁柱上繞制有激勵線圈；在T形端蓋的導(dǎo)磁柱下方安裝有采用對管連接方式進(jìn)行放置的B霍爾傳感器和A霍爾傳感器。本實用新型電渦流探頭中的激勵線圈在加載交流電流后，將在被測導(dǎo)體材料的表層形成渦流，然后采用兩個霍爾傳感器采集磁場信號。該電渦流探頭能夠快速地、準(zhǔn)確地檢測出導(dǎo)體材料表層缺陷。
文檔編號G01N27/90GK201724927SQ20102015373
公開日2011年1月26日 申請日期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 申請人:北京航空航天大學(xué)