CN103822966A

CN103822966A - 金属应力集中线圈振动探伤装置

Info

Publication number: CN103822966A
Application number: CN201410099728.4A
Authority: CN
Inventors: 杨龙兴; 杨浩轩
Original assignee: Jiangsu University of Technology
Current assignee: Jiangsu University of Technology
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2014-05-28

Abstract

本发明涉及一种金属应力集中线圈振动探伤装置，包括动力小车、驱动电机、单片机、压电振动器及线圈传感器，所述动力小车上设置有若干滚轮，所述滚轮与驱动电机连接，所述单片机设置在动力小车内部，所述压电振动器固定在动力小车侧部，压电振动器与线圈传感器连接，压电振动器以高频率振动线圈传感器，所述线圈传感器与单片机连接。该金属应力集中线圈振动探伤装置不仅提高了无损检测的灵敏度，还可以达到有效消噪的目的，既可检测出宏观缺陷又可检测出微观缺陷，并能进行未来危险的预报，无需专门的磁化装置就能对铁磁性构件进行可靠的检测，不需对被检金属表面进行清理或其它预处理，提离效应影响很小。

Description

金属应力集中线圈振动探伤装置

技术领域

本发明涉及磁记忆检测技术领域，尤其是一种金属应力集中线圈振动探伤装置。

背景技术

金属磁记忆检测技术（MMT）是一种利用金属磁记忆效应来检测部件应力集中部位的快速无损检测方法，克服了传统无损检测的缺点，能够对铁磁性金属构件内部的应力集中区，即微观缺陷和早期失效和损伤等进行诊断，防止突发性的疲劳损伤，是无损检测领域的一种新的检测手段。

铁磁性金属零件在加工和运行时，由于受载荷和地磁场共同作用，在应力和变形集中区域会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向，这种磁状态的不可逆变化，在工作载荷消除后不仅会保留，还与最大作用应力有关。该部位会出现磁畴的固定节点，产生磁极，形成退磁场，从而使此处铁磁金属的导磁率最小，在金属表面形成漏磁场。该漏磁场强度的切向分量Hpx具有最大值，而法向分量Hpy改变符号并具有零值。金属构件表面的这种磁状态“记忆”着微观缺陷或应力集中的位置，即所谓的磁记忆效应。

继俄罗斯动力诊断公司推出第一台磁记忆检测传感器后，国内已经相继推出了基于霍尔元件的磁记忆传感器和基于磁敏电阻的磁记忆传感器，进行针对弱磁测量的传感器研制。但这些方法对距离控制操作要求高，距离过大难以识别应力集中区，而且灵敏度有限，去噪能力不强。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了提供一种金属应力集中线圈振动探伤装置，利用线圈高频率振动检测，提高了灵敏度，达到有效消噪的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种金属应力集中线圈振动探伤装置，包括动力小车、驱动电机、单片机、压电振动器及线圈传感器，所述动力小车上设置有若干滚轮，所述滚轮与驱动电机连接，所述单片机设置在动力小车内部，所述压电振动器固定在动力小车侧部，压电振动器与线圈传感器连接，压电振动器以高频率振动线圈传感器，所述线圈传感器与单片机连接。

本发明是基于金属磁记忆效应的基本原理制作，通过线圈传感器的探头高频率振动，感应记录垂直于金属构件表面的磁场强度分量的分布情况，将其转换成缺陷动态信号，提取信号的调制幅值大小即可对缺陷进行判定处理，可以对构件的应力集中程度以及是否存在微观缺陷进行评价。

线圈探伤的原理是利用铁磁性金属零件微观缺陷或应力集中位置处具有漏磁的现象，无论是漏磁场强度的切向分量还是法向分量在有无缺陷的分界处均有显著的磁通量变化，这种变化将使得紧贴表面水平方向来回振动的圆柱型线圈中的磁通量产生显著变化，从而在线圈中产生感应电流，检测到有无缺陷的边界。

为此，本发明采用电控和机械结合的方法，以单片机为控制核心，高频率振动线圈传感器为主要探测元件来达到全自动高精度探测平面缝隙的效果。

为了使线圈传感器达到一个较佳的检测角度，所述压电振动器与线圈传感器之间通过L型支架连接，L型支架包括与水平面相平行的水平段及与水平面相垂直的垂直段，压电振动器固定在L型支架的垂直段的一侧，线圈传感器固定在L型支架的水平段的底部，压电振动器通过L型支架的巧妙设计来带动线圈传感器高频率振动。

为了减小动力小车的体积，所述滚轮镶嵌在动力小车内。现有技术中的滚轮一般都是设置在底部或两侧，本发明是在动力小车上均匀开设有若干通槽，将滚轮嵌设在通槽内，通过驱动电机来驱动。

本发明的有益效果是：本发明金属应力集中线圈振动探伤装置利用线圈高频率振动检测，其产生的交流电信号又可以轻松识别并去除环境中的干扰磁场，这样不仅提高了无损检测的灵敏度，还可以达到有效消噪的目的，该金属应力集中线圈振动探伤装置既可检测出宏观缺陷又可检测出微观缺陷，并能进行未来危险的预报，无需专门的磁化装置就能对铁磁性构件进行可靠的检测，不需对被检金属表面进行清理或其它预处理，提离效应影响很小。

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是本发明金属应力集中线圈振动探伤装置的一较佳实施例的立体结构示意图；

图2是本发明金属应力集中线圈振动探伤装置的侧视图；

图中：1.动力小车，2.滚轮，3.驱动电机，4.压电振动器，5.线圈传感器，6.L型支架。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1、图2所示，一种金属应力集中线圈振动探伤装置，包括动力小车1、驱动电机3、单片机、压电振动器4及线圈传感器5，所述动力小车1上设置有若干滚轮2，所述滚轮2与驱动电机3连接，所述单片机设置在动力小车1内部，所述压电振动器4固定在动力小车1侧部，压电振动器4与线圈传感器5连接，压电振动器4以高频率振动线圈传感器5，所述线圈传感器5与单片机连接。

线圈传感器5采用漆包线绕在中高频的磁芯上，磁芯的开口对准探测物体，其余部分为磁封闭。

所述压电振动器4与线圈传感器5之间通过L型支架6连接，L型支架6包括与水平面相平行的水平段及与水平面相垂直的垂直段，压电振动器4固定在L型支架的垂直段的一侧，线圈传感器5固定在L型支架6的水平段的底部，压电振动器4通过L型支架6的巧妙设计来带动线圈传感器5高频率振动。由于压电振动器4不导磁，L型支架6可以是金属刚性或非金属刚性材料。压电振动器的频率优选为1KHZ-1MHZ。

压电振动器4与支架6之间、线圈传感器5和支架6之间可以采用胶水固定连接。

所述滚轮2镶嵌在动力小车1内。现有技术中的滚轮一般都是设置在底部或两侧，本发明是在动力小车1上均匀开设有若干通槽，将滚轮2嵌设在通槽内，通过驱动电机3来驱动。

整个检测过程如下：

正常通电后，驱动电机3驱动动力小车1行驶至待测区域，此时启动压电振动器4，以高频率振动线圈传感器5，此时如果待测区域表面或内部有缺陷，则线圈传感器5内磁通量大小会不断变化，由于磁通量的高频变化，根据楞次定律，线圈传感器5内会产生感应电流，经过信号放大处理，提取线圈传感器5中振动感应电流中的调幅深度数值作为缺陷应力大小的依据，并由单片机判断此处待测区域有缺陷存在和大小，并报警，否则动力小车1正常前进。

与现有技术相比，本发明金属应力集中线圈振动探伤装置利用线圈高频率振动检测，其产生的交流电信号又可以轻松识别并去除环境中的干扰磁场，这样不仅提高了无损检测的灵敏度，还可以达到有效消噪的目的，该金属应力集中线圈振动探伤装置既可检测出宏观缺陷又可检测出微观缺陷，并能进行未来危险的预报，无需专门的磁化装置就能对铁磁性构件进行可靠的检测，不需对被检金属表面进行清理或其它预处理，提离效应影响很小。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims

1.一种金属应力集中线圈振动探伤装置，其特征在于：包括动力小车、驱动电机、单片机、压电振动器及线圈传感器，所述动力小车上设置有若干滚轮，所述滚轮与驱动电机连接，所述单片机设置在动力小车内部，所述压电振动器固定在动力小车侧部，压电振动器与线圈传感器连接，所述线圈传感器与单片机连接。

2.如权利要求1所述的金属应力集中线圈振动探伤装置，其特征在于：所述压电振动器与线圈传感器之间通过L型支架连接，压电振动器固定在L型支架的垂直段的一侧，线圈传感器固定在L型支架的水平段的底部。

3.如权利要求1所述的金属应力集中线圈振动探伤装置，其特征在于：所述滚轮镶嵌在动力小车内。