CN102590334B - 一种整套白车身或零部件涡流探伤检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种整套白车身或零部件涡流探伤检测设备，硬件包括白车身，涡流探头，涡流探伤设备，微机，连接线缆，以及安装白车身对应的夹具系统；软件包含分析系统。白车身通过夹具固定在台架上，涡流探头直接与检测白车身及零部件表面损伤的涡流探伤设备相连，涡流探伤设备将探头采集的信号进行初步的处理，并将数据通过标准的RS232接口传给微机。微机能够将数据采集系统的数据进一步的处理，通过分析数据，能够分析零部件各个部位的微裂纹情况，从而判断零部件的失效情况，而且将处理的数据以报告的形式输出，从而达到涡流探伤检测的目的。

Description

一种整套白车身或零部件涡流探伤检测设备

技术领域

本发明涉及到无损探伤技术领域，特别涉及一种整套白车身或零部件涡流探伤检测设备。

背景技术

在现在的汽车制造生产中，冲压是现在白车身零部件的主要工序及制造方式。其零部件冲压的性能决定了白车身的性能。如在冲压中工序中，许多的零部件出现了微裂纹，那么会对焊接后的白车身的性能产生非常大的影响，使得制造的白车身性能与设计不能达到比较高的一致性。另外白车身结构关键部件的微裂纹失效，使得零部件车身的强度和疲劳耐久性大大打折扣。这些制造的白车身质量与设计一致性不仅使得制造的样车影响着路试车试验、验证、决策而且也影响着投入市场的车的质量。

现代技术高速发展，对探伤的要求也越来越高，现在普遍应用的是各种无损探伤的方法。无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。常用的无损探伤方法有：磁粉探伤、超声波探伤、着色(渗透)探伤、X射线探伤等方法。

磁粉探伤是用来检测铁磁性材料表面和近表面缺陷的一种检测方法。当工件磁化时，若工件表面有缺陷存在，由于缺陷处的磁阻增大而产生漏磁，形成局部磁场，磁粉便在此处显示缺陷的形状和位置，从而判断缺陷的存在。但它比较适于薄壁件或焊缝表面裂纹的检验，也能显露出一定深度和大小的未焊透缺陷；但难于发现气孔、夹碴及隐藏在焊缝深处的缺陷。

超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在萤光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。但它对工作表面要求平滑、要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、对缺陷没有直观性；另外，超声波探伤比较适合于厚度较大的零件检验，而车身板件都是比较薄的金属板，所以不适合用超声波检测。

着色(渗透)探伤的基本原理是利用毛细现象使渗透液渗入缺陷，经清洗使表面渗透液支除，而缺陷中的渗透残留，再利用显像剂的毛细管作用吸附出缺陷中残留渗透液而达到检验缺陷的目的。但由于渗透液无法渗入零部件内部，对于内部的缺陷无法检测，而只能对零部件表面的微裂纹起到检测的作用。

X射线检测是利用X射线可穿透物质并在物质中有衰减的特性来发现缺陷，它主要检测焊点内部缺陷，但目前X射线设备的X光束斑一般在1-5μm范围内，不能用来检测亚微米范围内的焊点微小开裂，另外，X射线对人体有很大的辐射作用，操作不当会对人身造成危害。

为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了白车身或零部件涡流探伤在线检测设备。该检测设备就是利用电磁感应原理，使导电的容器元件内产生涡流，当涡流碰到裂纹或缺陷时会迂回通过，从而造成涡流分布紊乱，通过测量涡流的变化量进行检测。利用微机控制涡流探伤采集数据系统，能够迅速检测出白车身零部件的微小裂纹或者局部失效，使得推出市场的整车能够到达和设计比较高的一致性，降低市场上问题车的几率，同时也达到提高市场上车型疲劳耐久性的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一整套白车身零部件涡流探伤检测设备，对白车身的零部件进行设计与制造的一致性检测，提高投入市场的车的质量。该设备检测准确，灵敏度高，结构简单，测量线性范围大，抗干扰能力强。

为解决上述技术问题，本发明提供一种整套白车身或零部件涡流探伤检测设备，包括：

白车身焊装总成，其通过夹具固定在台架上，所述夹具的定位点为所述白车身焊装总成前轮悬挂支撑点和后悬弹簧支撑点；

涡流检测探头，其由检测线圈和涡流探头组成并固定在所述白车身焊装总成上，所述涡流检测探头的检测线圈与被测零部件的距离确定后，当对线圈通入交流电时，在交流电的作用下，检测线圈便会产生交变磁场，交变磁场在被测零部件中产生涡流，而零部件自身的涡流又产生自身的涡流磁场，涡流磁场的强弱会改变原来磁场的大小，进而导致检测线圈的电压和阻抗的变化，当所测零部件中出现裂纹或材料发生变化时，通过所述涡流检测探头能够监测所述检测线圈电压和阻抗的变化；

所述检测探头为放置式探头，所述线圈阻抗Z的变化与金属板和检测线圈的距离δ，金属板的电阻率ρ，磁导率μ，激励电流的变化频率ω有关，用如下的形式表示：

Ζ＝Ζ(δ,ρ,μ,ω)

涡流探伤设备，其与涡流检测探头相连接，所述涡流探头把检测到的所述检测线圈电压和阻抗的变化通过连接线缆传送给所述涡流探伤设备，经过涡流探伤设备中前置放大检波单元，数字式相位旋转单元，可调增益放大单元，A/D转换单元和计算机系统的一系列处理，然后能够通过标准的RS232接口将处理好的数据输送给微机；

微机，其通过标准的RS232接口与所述涡流探伤设备连接，用于分析接收到的来自所述涡流探伤设备的信号，并输出处理结果。

特别地，所述涡流检测探头是放置式探头，在需要检测的板件上分布多个探头，并通过磁铁固定在所要检测的车身板件上。

本发明设备构成简单，其硬件包括涡流检测探头，涡流检测设备(涡流探伤数据采集器)，微机，连接线缆，以及安装白车身对应的夹具系统；软件只有计算机分析系统。其中具体安装方式为：白车身通过夹具固定在台架上，涡流探头与涡流检测设备连接，涡流检测设备与微机连接，涡流检测探头放置在所要检测的部位。

本发明的提出主要针对现有白车身及零部件的制造过程中，零件的微裂纹等零部件失效，从而使得制造的样车的性能与设计的性能出现不一致的情况，使得整车的疲劳耐久性大大打折扣。在该设备中，通过多个多功能涡流检测探头，来检测零部件的微裂纹和失效情况，通过涡流数据采集设备进行简单的处理，然后传输给微机，通过微机分析，最终形成零部件的探伤及微裂纹报告，从而达到了检测白车身及零部件微裂纹或者局部失效的目的。

本发明采用涡流探伤检测设备，与现有技术相比，其优点在于：能够检查出白车身的钣金件在冲压后的微裂纹或者局部失效情况，保证冲压零部件与设计的一致性，从而为整车制造与设计的一致性检测提供一种检测手段。通过该检测，可以控制白车身钣金件的微裂纹等失效问题，为提高白车身质量及疲劳耐久性等性能打下基础。并且它检测速度快，精度高，灵敏度高，测量线性范围大，抗干扰性强，设备结构简单，操作简便并无安全隐患，对检测人员的技术要求不是很高；另外，它检测出的是电信号，可进行数字化处理，便于存储、再现及进行数据处理和分析。

附图说明

图1白车身或零部件涡流探伤检测设备的方框图；

其中：1.白车身焊装总成 2.涡流检测探头 3.涡流探伤设备 4.标准的RS232接口 5.为微机 6.台架夹具系统；

图2白车身或零部件涡流探伤检测设备安装示意图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例子对本发明做进一步详细说明。

参见图1，其示出了一种整套白车身或零部件涡流探伤在线检测设备，其硬件包括白车身，涡流探头，涡流探伤设备，微机，连接线缆，以及安装白车身对应的夹具系统；软件包含分析系统。其中具体安装方式为：白车身通过夹具固定在台架上，涡流探头与涡流探伤设备连接，涡流探伤设备与微机连接，涡流探头通过磁铁贴在车身的关键部位。

其中1为检测设备所检测的白车身，为焊接总成，通过台架(6)及夹具系统定位，定位点为前轮悬挂支撑点和后悬弹簧支撑点。涡流探头(2)(可扩展)，该涡流探头与白车身或者零部件接触，能够测量材料表面微裂纹，并通过微机系统处理，从而实现表面微裂纹及缺陷的多种检测。涡流探头直接与检测白车身(3)及零部件表面损伤的涡流探伤设备相连，涡流探伤设备将探头采集的信号进行初步的处理，并将数据通过标准的RS232接口(4)传给微机(5)。通过接口(4)，连接涡流探伤设备以及微机，将涡流测试的在线数据传输给电脑，从而为电脑的自动化分析提供基础。而微机能够将数据采集系统的数据进一步的处理，通过分析数据，能够分析零部件各个部位的微裂纹情况，从而判断零部件的失效情况，而且将处理的数据以报告的形式输出，从而达到涡流探伤检测的目的。

在本实例中将结合本发明设备对白车身焊装总成的板件进行涡流探伤进行详细说明(参见图1-2)其具体流程如下：

(1)专门的一套夹具系统把白车身焊装总成固定在台架上，此夹具系统是设计的一套专用于白车身焊点检测试验的夹具系统，该系统定位点为前轮悬挂支撑点和后悬弹簧支撑点，使得检测环境更接近于实车路试；

(2)将微机与涡流探伤设备通过专用的RS232接口链接起来；

(3)将涡流检测探头与涡流探伤设备通过连接线缆连接起来，涡流检测探头包含检测线圈(即涡流传感器)和涡流探头组成，检测线圈与被测零部件的距离已经确定。当对线圈通入交流电时，在交流电的作用下，检测线圈便会产生交变磁场，交变磁场在被测零部件中产生涡流。而零部件自身的涡流又产生自身的涡流磁场，涡流磁场的强弱会改变原来磁场的大小，进而能够导致检测线圈的电压和阻抗的变化，所以当所测零部件中出现裂纹或材料发生变化时，将导致涡流强度和分布的变化，涡流的变化又引起检测线圈电压和阻抗的变化，涡流探头便能监测到检测线圈中电压和阻抗的变化；

(4)调整涡流检测探头与所要检测的车身部位接触，白车身焊装总成大多都是板件，且面积都较大,所以采用放置式探头。放置式探头是放置在试件表面上进行检测的线圈，它所能测得面积比较小，所以在进行白车身钣金件的检测时要多布置几个探头，能大大提高测量效率。

(5)把交流电通入检测线圈，开始检测，在交流电的作用下，检测线圈便会产生交变磁场，交变磁场在被测零部件中产生涡流。而零部件自身的涡流又产生自身的涡流磁场，涡流磁场的强弱会改变原来磁场的大小，进而能够导致检测线圈的电压和阻抗的变化，所以当所测零部件中出现裂纹或材料发生变化时，将导致涡流强度和分布的变化，涡流的变化又引起检测线圈电压和阻抗的变化，涡流探头便能监测到检测线圈中电压和阻抗的变化。涡流探头把检测到的检测线圈电压和阻抗的变化通过连接线缆传送给涡流探伤设备，经过涡流探伤设备中前置放大检波单元，数字式相位旋转单元，可调增益放大单元，A/D转换单元和计算机系统的一系列处理，然后能够通过标准的RS232接口将处理好的数据输送给微机，检测人员便能通过微机显示器直观地观察到所要检测的零部件中瑕疵或裂纹的变化。

线圈阻抗的变化与金属板和检测线圈的距离δ，金属板的电阻率ρ，磁导率μ，激励电流的变化频率ω等因素有关，因此可以用如下的形式表示

Ζ＝Ζ(δ,ρ,μ,ω)

在本设备的检测过程中，检测线圈与被测金属零部件的距离是固定不变的，金属板的材料确定了，那么它的电阻率也不再变化，激励电流的变化频率也是不变的，这样当被测零部件中出现裂纹或损伤时其磁导率会发生变化，从而导致检测线圈中电压和阻抗的变化。

本设备所使用的是放置式探头，它可以同时在需要检测的板件上分布多个探头，大大提高了检测效率，它通过磁铁固定在所要检测的车身板上。

通过上述步骤，便能对所测的白车身板件进行比较准确的评价。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种整套白车身或零部件涡流探伤检测设备，包括：

白车身焊装总成，其通过夹具固定在台架上，所述夹具的定位点为所述白车身焊装总成的前轮悬挂支撑点和后悬弹簧支撑点；

涡流检测探头，其由检测线圈和涡流探头组成并固定在所述白车身焊装总成上，所述涡流检测探头的检测线圈与被测零部件的距离确定后，当对线圈通入交流电时，在交流电的作用下，检测线圈便会产生交变磁场，交变磁场在被测零部件中产生涡流，而零部件自身的涡流又产生自身的涡流磁场，涡流磁场的强弱会改变原来磁场的大小，进而导致检测线圈的电压和阻抗的变化，当所测零部件中出现裂纹或材料发生变化时，通过所述涡流检测探头能够监测所述检测线圈电压和阻抗的变化；

所述涡流检测探头是放置式探头，在需要检测的板件上分布多个探头，所述检测线圈阻抗Z的变化与金属板和检测线圈的距离δ，金属板的电阻率ρ，磁导率μ，激励电流的变化频率ω有关，用如下的形式表示：

Ζ＝Ζ(δ,ρ,μ,ω)

涡流探伤设备，其与所述涡流检测探头相连接，所述涡流探头把检测到的所述检测线圈电压和阻抗的变化通过连接线缆传送给所述涡流探伤设备，经过涡流探伤设备中前置放大检波单元，数字式相位旋转单元，可调增益放大单元，A/D转换单元和计算机系统的一系列处理，通过标准的RS232接口将处理好的数据输送给微机；

微机，其通过标准的RS232接口与所述涡流探伤设备连接，用于分析接收到的来自所述涡流探伤设备的信号，并输出处理结果。

2.根据权利要求1所述的整套白车身或零部件涡流探伤检测设备，其特征在于，所述涡流检测探头通过磁铁固定在所要检测的车身板件上。