CN103439405A - 铁芯与铁氧体芯合成多功能电磁检测传感器及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铁芯与铁氧体芯合成多功能电磁检测传感器及其检测方法，基于涡流传感器与磁通门传感器的相似特点，即涡流传感器是检测线圈缠绕在铁氧体芯上，磁通门传感器是检测线圈缠绕在铁芯上，制作一个包含铁与铁氧体的合成芯，合成芯外缠绕涡流与磁通门检测线圈，采用分时交替激励/接收方法，使传感器具有同时得到同一检测点的缺陷信息与应力集中信息的功能，可对铁磁性工件进行快速电磁综合检测与评价。

Description

铁芯与铁氧体芯合成多功能电磁检测传感器及其检测方法
所属技术领域
本发明涉及一种无损检测装置与方法，特别是涉及一种铁芯与铁氧体芯合成多功能电磁检测传感器及其检测方法。
背景技术
涡流检测方法可以检测铁磁性工件表面与近表面缺陷，金属磁记忆检测方法通过测量铁磁性工件表面磁场变化，可以分析铁磁性工件应力集中状况，以此来评价铁磁性工件的早期疲劳损伤及可能出现缺陷的位置。涡流检测与金属磁记忆检测方法结合，可对铁磁性工件进行综合检测评价，得到更为全面的铁磁性工件状态信息。涡流传感器通常采用检测线圈与铁氧体磁芯制作，金属磁记忆传感器通常采用霍尔元件或磁通门传感器制作。目前，有涡流与金属磁记忆组合传感器，是将涡流传感器与金属磁记忆传感器并排固定在一起制成，一次扫查即可得到铁磁性工件表面的缺陷信息与应力集中信息，但由于并排固定在一起的涡流传感器与金属磁记忆传感器的检测覆盖面位置不同，无法同时得到同一检测点的缺陷信息与应力集中信息。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种铁芯与铁氧体芯合成多功能电磁检测传感器及其检测方法，基于涡流传感器与磁通门传感器的相似特点，即涡流传感器是检测线圈缠绕在铁氧体芯上，磁通门传感器是检测线圈缠绕在铁芯上，制作一个包含铁与铁氧体的合成芯，合成芯外缠绕涡流与磁通门检测线圈，采用分时交替激励/接收方法，使传感器具有同时得到同一检测点的缺陷信息与应力集中信息的功能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：铁芯与铁氧体芯合成多功能电磁检测传感器，包括铁芯、铁氧体芯、线圈缠绕骨架、激励线圈、涡流接收线圈、磁通门感应线圈，其特征在于：铁芯与铁氧体芯粘接组合或研磨成粉末混合制成固体后内嵌到线圈缠绕骨架中；激励线圈、涡流接收线圈缠绕固定在线圈缠绕骨架外表面；磁通门感应线圈缠绕固定在激励线圈、涡流接收线圈及线圈缠绕骨架的外表面。铁芯与铁氧体芯合成多功能电磁检测传感器的检测方法，其特征在于：采用分时交替激励/接收方法，电磁检测仪的信号发生器分时交替激发高频涡流激励信号与低频磁通门激励信号；当电磁检测仪的信号发生器激发高频涡流激励信号时，激励线圈、涡流接收线圈与铁氧体芯组合具有涡流传感器功能，高频涡流激励信号激励激励线圈产生交变电磁场，交变电磁场激励被检工件产生涡流场，涡流接收线圈接收被检工件的涡流感应信号；当电磁检测仪的信号发生器激发低频磁通门激励信号时，激励线圈、磁通门感应线圈与铁芯组合具有磁通门传感器功能，低频磁通门激励信号激励激励线圈产生交变电磁场，在交变电磁场的磁化作用下，铁芯的导磁特性发生周期性饱和与非饱和的变化，使围绕在铁芯上的磁通门感应线圈感应接收被检工件表面磁场信号；扫描检测过程中由于高频涡流激励信号与低频磁通门激励信号的分时快速交替进行，涡流接收线圈与磁通门感应线圈的检测覆盖面基本重叠，因此，涡流接收线圈与磁通门感应线圈分别接收被检工件表面的同一点的涡流检测信号与磁场信号，通过一次扫查，就可同时得到工件表面每一点的缺陷信息与应力集中信息。
本发明的有益效果是，提供一种铁芯与铁氧体芯合成多功能电磁检测传感器及其检测方法，基于涡流传感器与磁通门传感器的相似特点，即涡流传感器是检测线圈缠绕在铁氧体芯上，磁通门传感器是检测线圈缠绕在铁芯上，制作一个包含铁与铁氧体的合成芯，合成芯外缠绕涡流与磁通门检测线圈，采用分时交替激励/接收方法，使传感器具有同时得到同一检测点的缺陷信息与应力集中信息的功能，可对铁磁性工件进行快速电磁综合检测与评价。
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的铁芯与铁氧体芯合成多功能电磁检测传感器及其检测方法不局限于实施例。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的第一实施例的传感器的剖面结构图。
图2是本发明的第一实施例的分时交替激发涡流激励信号与磁通门激励信号的示意图。
图3是本发明的第二实施例的传感器的剖面结构图。
图中，1．铁芯，2．铁氧体芯，3．线圈缠绕骨架，4．激励线圈，5．涡流接收线圈，6．磁通门感应线圈，E．高频涡流激励信号，M．低频磁通门激励信号，V．信号幅值，t．时间。
具体实施方式
如图1、图2所示的第一实施例，本发明的铁芯与铁氧体芯合成多功能电磁检测传感器，包括铁芯1、铁氧体芯2、线圈缠绕骨架3、激励线圈4、涡流接收线圈5、磁通门感应线圈6，其特征在于：铁芯2与铁氧体芯3粘接组合成合成芯后内嵌到线圈缠绕骨架3中；激励线圈4、涡流接收线圈5缠绕固定在线圈缠绕骨架3外表面；磁通门感应线圈6缠绕固定在激励线圈4、涡流接收线圈5及线圈缠绕骨架3的外表面。本发明的铁芯与铁氧体芯合成多功能电磁检测传感器的检测方法，其特征在于：采用分时交替激励/接收方法，电磁检测仪的信号发生器分时交替激发高频涡流激励信号E与低频磁通门激励信号M；当电磁检测仪的信号发生器激发高频涡流激励信号E时，激励线圈4、涡流接收线圈5与铁氧体芯2组合具有涡流传感器功能，高频涡流激励信号E激励激励线圈4产生交变电磁场，交变电磁场激励被检工件产生涡流场，涡流接收线圈5接收被检工件的涡流感应信号；当电磁检测仪的信号发生器激发低频磁通门激励信号M时，激励线圈4、磁通门感应线圈6与铁芯1组合具有磁通门传感器功能，低频磁通门激励信号M激励激励线圈4产生交变电磁场，在交变电磁场的磁化作用下，铁芯1的导磁特性发生周期性饱和与非饱和的变化，使围绕在铁芯1上的磁通门感应线圈6感应接收被检工件表面磁场信号；扫描检测过程中由于高频涡流激励信号E与低频磁通门激励信号M的分时快速交替进行v、t，涡流接收线圈5与磁通门感应线圈6的检测覆盖面基本重叠，因此，涡流接收线圈5与磁通门感应线圈6分别接收被检工件表面的同一点的涡流检测信号与磁场信号，通过一次扫查，就可同时得到工件表面每一点的缺陷信息与应力集中信息。
如图3所示的在第二实施例中，本发明的铁芯与铁氧体芯合成多功能电磁检测传感器，与第一实施例的不同之处在于：铁芯1与铁氧体芯2研磨成粉末混合制成合成芯后内嵌到线圈缠绕骨架3中。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的铁芯与铁氧体芯合成多功能电磁检测传感器及其检测方法，但发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (2)

1.铁芯与铁氧体芯合成多功能电磁检测传感器，包括铁芯、铁氧体芯、线圈缠绕骨架、激励线圈、涡流接收线圈、磁通门感应线圈，其特征在于：铁芯与铁氧体芯粘接组合或研磨成粉末混合制成合成芯后内嵌到线圈缠绕骨架中；激励线圈、涡流接收线圈缠绕固定在线圈缠绕骨架外表面；磁通门感应线圈缠绕固定在激励线圈、涡流接收线圈及线圈缠绕骨架的外表面。
2.铁芯与铁氧体芯合成多功能电磁检测传感器的检测方法，其特征在于：采用分时交替激励/接收方法，电磁检测仪的信号发生器分时交替激发高频涡流激励信号与低频磁通门激励信号；当电磁检测仪的信号发生器激发高频涡流激励信号时，激励线圈、涡流接收线圈与铁氧体芯组合具有涡流传感器功能，高频涡流激励信号激励激励线圈产生交变电磁场，交变电磁场激励被检工件产生涡流场，涡流接收线圈接收被检工件的涡流感应信号；当电磁检测仪的信号发生器激发低频磁通门激励信号时，激励线圈、磁通门感应线圈与铁芯组合具有磁通门传感器功能，低频磁通门激励信号激励激励线圈产生交变电磁场，在交变电磁场的磁化作用下，铁芯的导磁特性发生周期性饱和与非饱和的变化，使围绕在铁芯上的磁通门感应线圈感应接收被检工件表面磁场信号；扫描检测过程中由于高频涡流激励信号与低频磁通门激励信号的分时快速交替进行，涡流接收线圈与磁通门感应线圈的检测覆盖面基本重叠，因此，涡流接收线圈与磁通门感应线圈分别接收被检工件表面的同一点的涡流检测信号与磁场信号，通过一次扫查，就可同时得到工件表面每一点的缺陷信息与应力集中信息。
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