本發(fā)明涉及無損檢測裝置，尤其涉及一種基于改進(jìn)式線圈的鐵磁性細(xì)長構(gòu)件無損檢測裝置。

背景技術(shù)：

1906年，世界上誕生的第一臺鋼絲繩無損檢測裝置采用感應(yīng)線圈作為傳感器，經(jīng)過100多年的發(fā)展，相繼誕生了多種磁檢測傳感器，但感應(yīng)線圈依然被廣大國內(nèi)外學(xué)者不斷深入研究中，也是很多著名鋼絲繩無損檢測廠商采用的主要檢測傳感器，如美國ndttechnologies公司，德國dmt公司，英國britishcoal公司，波蘭agh公司、法國halecsa公司等。然而感應(yīng)線圈雖然成本低廉、制作簡單、持久耐用，但是在用于鐵磁性細(xì)長構(gòu)建檢測時(shí)，卻存在安裝不方便，檢測信號信噪比低等問題，并且檢測時(shí)隨著感應(yīng)線圈與被測構(gòu)件提離距離的增加，檢測信噪比急劇降低，隨著感應(yīng)線圈繞制匝數(shù)的增加，線圈截面積增大，不利于缺陷信號分析。在專利文獻(xiàn)1：美國專利公開號4959991中提出了采用蚌式(clamshell)結(jié)構(gòu)的分體式線圈，在一定程度上解決了穿過式線圈用于鋼絲繩無損檢測時(shí)不容易安裝的問題。在專利文獻(xiàn)2：美國專利公開號us20130147471a1中基于蚌式結(jié)構(gòu)的檢測線圈信號，提出了一種信號處理方法。然而蚌式結(jié)構(gòu)線圈在制作上依然較為復(fù)雜，并且需要多達(dá)上百甚至上千匝的線圈，檢測信號的信噪比依然不高，需要復(fù)雜的信號處理電路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種檢測信號的信噪比高的基于改進(jìn)式線圈的鐵磁性細(xì)長構(gòu)件無損檢測裝置。

本發(fā)明提供了一種基于改進(jìn)式線圈的鐵磁性細(xì)長構(gòu)件無損檢測裝置，包括兩個(gè)上下抱合鐵磁性細(xì)長構(gòu)件并對稱設(shè)置的檢測探頭，所述檢測探頭靠近鐵磁性細(xì)長構(gòu)件的一側(cè)分別設(shè)有磁軛、永磁鐵和鐵芯，所述永磁鐵有兩個(gè)并分別設(shè)置在所述磁軛的左右兩端，所述鐵芯設(shè)置在所述磁軛上并位于兩個(gè)所述永磁鐵之間，所述鐵芯的一端設(shè)有圓弧形凸起部，所述鐵芯的另一端設(shè)有圓弧形凹槽，所述鐵芯的左右兩側(cè)分別為豎直平面，所述鐵芯上繞制有感應(yīng)線圈。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述圓弧形凸起部與所述磁軛連接，所述圓弧形凸起部的外徑與所述磁軛的內(nèi)徑相等。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述圓弧形凹槽的內(nèi)徑與所述永磁鐵的內(nèi)徑相等。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述圓弧形凹槽的槽底上設(shè)有楔形結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，分別位于上下兩個(gè)檢測探頭的感應(yīng)線圈的輸出端按繞制方向相反的方式串聯(lián)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述感應(yīng)線圈的輸出端連接有長時(shí)間低漂移積分器。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述長時(shí)間低漂移積分器連接有信號采集與處理裝置。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述信號采集與處理裝置連接有編碼器。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述鐵磁性細(xì)長構(gòu)件無損檢測裝置連接有導(dǎo)向輪。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，上下兩個(gè)所述檢測探頭之間通過鉸鏈連接。

本發(fā)明的有益效果是：通過上述方案，通過優(yōu)化鐵芯和感應(yīng)線圈的安裝位置和結(jié)構(gòu)，一方面，簡化了感應(yīng)線圈的繞制，另一方面，可以用于被測構(gòu)件缺陷漏磁信號檢測，提高了檢測信號的信噪比。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種基于改進(jìn)式線圈的鐵磁性細(xì)長構(gòu)件無損檢測裝置的立體示意圖。

圖2是本發(fā)明一種基于改進(jìn)式線圈的鐵磁性細(xì)長構(gòu)件無損檢測裝置的平面簡化示意圖。

圖3是本發(fā)明一種基于改進(jìn)式線圈的鐵磁性細(xì)長構(gòu)件無損檢測裝置的鐵芯及感應(yīng)線圈的繞制示意圖。

圖4是本發(fā)明一種基于改進(jìn)式線圈的鐵磁性細(xì)長構(gòu)件無損檢測裝置的鐵芯的楔形結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明一種基于改進(jìn)式線圈的鐵磁性細(xì)長構(gòu)件無損檢測裝置的鐵芯不設(shè)置楔形結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖6是本發(fā)明一種基于改進(jìn)式線圈的鐵磁性細(xì)長構(gòu)件無損檢測裝置的鐵芯不設(shè)置楔形結(jié)構(gòu)的側(cè)面示意圖。

圖7是無鐵芯時(shí)缺陷漏磁通分布示意圖。

圖8是本發(fā)明一種基于改進(jìn)式線圈的鐵磁性細(xì)長構(gòu)件無損檢測裝置的有鐵芯時(shí)缺陷漏磁通分布示意圖。

圖9是本發(fā)明一種基于改進(jìn)式線圈的鐵磁性細(xì)長構(gòu)件無損檢測裝置對一段有7處損傷的鋼絲繩的檢測結(jié)果示意圖。

圖10是本發(fā)明一種基于改進(jìn)式線圈的鐵磁性細(xì)長構(gòu)件無損檢測裝置在無鐵芯結(jié)構(gòu)時(shí)對同一段鋼絲繩的檢測結(jié)果示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖說明及具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1至圖6所示，一種基于改進(jìn)式線圈的鐵磁性細(xì)長構(gòu)件無損檢測裝置，包括兩個(gè)上下抱合鐵磁性細(xì)長構(gòu)件100并對稱設(shè)置的檢測探頭，所述檢測探頭靠近鐵磁性細(xì)長構(gòu)件100的一側(cè)分別設(shè)有磁軛1、永磁鐵2和鐵芯3，所述永磁鐵2有兩個(gè)并分別設(shè)置在所述磁軛1的左右兩端，所述鐵芯3設(shè)置在所述磁軛1上并位于兩個(gè)所述永磁鐵2之間，所述鐵芯3的一端設(shè)有圓弧形凸起部，所述鐵芯3的另一端設(shè)有圓弧形凹槽，所述鐵芯3的左右兩側(cè)分別為豎直平面，所述鐵芯3上繞制有感應(yīng)線圈4。

如圖1至圖6所示，所述圓弧形凸起部與所述磁軛1連接，所述圓弧形凸起部的外徑與所述磁軛1的內(nèi)徑相等。

如圖1至圖6所示，所述圓弧形凹槽的內(nèi)徑與所述永磁鐵2的內(nèi)徑相等。

如圖1至圖6所示，所述圓弧形凹槽的槽底上設(shè)有楔形結(jié)構(gòu)31。

如圖1至圖6所示，分別位于上下兩個(gè)檢測探頭的感應(yīng)線圈4的輸出端按繞制方向相反的方式串聯(lián)。

如圖1至圖6所示，所述感應(yīng)線圈4的輸出端連接有長時(shí)間低漂移積分器5。

如圖1至圖6所示，所述長時(shí)間低漂移積分器5連接有信號采集與處理裝置6。

如圖1至圖6所示，所述信號采集與處理裝置6連接有編碼器。

如圖1至圖6所示，所述鐵磁性細(xì)長構(gòu)件無損檢測裝置連接有導(dǎo)向輪7，所述編碼器與所述導(dǎo)向輪7連接。

如圖1至圖6所示，上下兩個(gè)所述檢測探頭之間通過鉸鏈連接。

本發(fā)明提供的一種基于改進(jìn)式線圈的鐵磁性細(xì)長構(gòu)件無損檢測裝置，通過永磁鐵2和磁軛1的組合將被測構(gòu)件（即鐵磁性細(xì)長構(gòu)件100）勵(lì)磁到近飽和狀態(tài)，便于對被測構(gòu)件內(nèi)外部缺陷檢測；為便于開合，方便放置被測構(gòu)件，檢測探頭一般分為對稱的上下兩部分，通過鉸鏈等連接。鐵芯3采用高導(dǎo)磁性材料，如純鐵、坡莫合金等；鐵芯3設(shè)計(jì)為去掉了兩側(cè)的圓弧形結(jié)構(gòu)，簡化了感應(yīng)線圈4的繞制方式；鐵芯3內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)為楔形結(jié)構(gòu)31（如圖3、4所示），以提高相鄰缺陷分辨率；鐵芯3內(nèi)側(cè)不做處理（如圖5、6所示），此時(shí)相鄰缺陷的分辨率會稍微差一些；鐵芯3內(nèi)徑與永磁體2內(nèi)徑一致，外徑與磁軛1內(nèi)徑一致；感應(yīng)線圈4安裝在檢測探頭的兩永磁鐵2中間位置，兩個(gè)感應(yīng)線圈4分別位于上下兩側(cè)，用于被測構(gòu)件缺陷漏磁信號檢測。

圖7所示為有無鐵芯時(shí)，缺陷漏磁通的分布，沒有鐵芯時(shí)，缺陷漏磁通是沿著缺陷擴(kuò)散分布的；如圖8所示，由于鐵芯3具有高導(dǎo)磁性，鐵芯3的加入改變了缺陷漏磁通的分布，為缺陷漏磁通提供了一條確定的路徑，而感應(yīng)線圈4繞制在該鐵芯3上，實(shí)現(xiàn)了對缺陷漏磁通的檢測。

兩個(gè)感應(yīng)線圈4的輸出端按繞制方向相反的方式串聯(lián)，串聯(lián)輸出信號進(jìn)入長時(shí)間低漂移積分器5進(jìn)行積分，以消除檢測探頭與被測構(gòu)件相對運(yùn)行速度對檢測信號的影響。導(dǎo)向輪7與被測構(gòu)件相對運(yùn)行，與導(dǎo)向輪7連接的編碼器發(fā)出等距采樣脈沖，用于對串聯(lián)后的感應(yīng)線圈4的積分輸出信號進(jìn)行等距離數(shù)據(jù)采集，通過信號處理實(shí)現(xiàn)對被測構(gòu)件缺陷位置和大小的判斷。

如圖1至圖10所示，本發(fā)明提供的一種基于改進(jìn)式線圈的鐵磁性細(xì)長構(gòu)件無損檢測裝置具有以下有益效果：

1、在檢測回路增加鐵芯線圈4，改變了缺陷漏磁通路徑，使其按照特定路徑分布；

2、感應(yīng)線圈4繞制在鐵芯3上，實(shí)現(xiàn)對缺陷漏磁通檢測，提高了缺陷漏磁通檢測信號信噪比；

3、鐵芯3設(shè)計(jì)為去掉了兩側(cè)的圓弧形結(jié)構(gòu)，簡化了感應(yīng)線圈4的繞制方式，并且依然保證了檢測信號較高的信噪比；

4、將感應(yīng)線圈4繞制在鐵芯3上，檢測有效減小了應(yīng)線圈4與被測構(gòu)件之間的提離距離對檢測信號的影響；

5、隨著繞制線圈匝數(shù)的增加，線圈截面積變大，增加鐵芯3后，消除了不同截面積線圈對檢測信號的影響；

6、鐵芯3內(nèi)徑與永磁體2內(nèi)徑一致，外徑與磁軛1內(nèi)徑一致，方便安裝和檢測；

7、鐵芯3采用高導(dǎo)磁性材料，可有效減小鐵芯3體積；

8、鐵芯3內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)為楔形結(jié)構(gòu)，可有效提高相鄰缺陷的檢測分辨率；

9、鐵芯3和感應(yīng)線圈4均采用分體式結(jié)構(gòu)，方便安裝和檢測；

通過以上幾點(diǎn)，有效解決了感應(yīng)線圈3用于細(xì)長鐵磁性構(gòu)件100檢測時(shí)安裝不便、繞制復(fù)雜，檢測信噪比低等問題，不僅可以簡化感應(yīng)線圈4的制作，且不受感應(yīng)線圈4與被測構(gòu)件檢測提離距離和感應(yīng)線圈截面積大小的影響。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。