CN105547824B - 一种在役设备原位材质检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在役设备原位材质检测装置及方法，基于涡流感应原理，设计独特的在役设备材质硬度原位检测装置，包括测针、压力传感器、涡流检测探头、涡流检测仪、金属感应块、驱动加压装置、支架、固定链。对于在役设备，无需破坏性取样，对设备进行原位、微损材质硬度检测，大大提高检测效率。

Description

一种在役设备原位材质检测装置及方法
技术领域
本发明涉及一种材质检测装置及方法，特别是涉及一种在役设备原位材质检测装置及方法。
背景技术
材质硬度检测是设备安全检测中经常需要做的项目之一。由于目前多数材质硬度检测设备需要在实验室中进行工作，无法在设备在役使用现场对其硬度进行检测，对于需要进行硬度检测的在役设备，通常需要将被检设备进行取样后拿到实验室进行材质检测，检测效率低，取样对设备损害较大，取样后需要进行修补。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种在役设备原位材质检测装置及方法，基于涡流感应原理，设计独特的在役设备材质硬度原位检测装置，无需破坏性取样，对设备进行原位、微损材质硬度检测，大大提高检测效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种在役设备原位材质检测装置，包括测针、压力传感器、涡流检测探头、涡流检测仪、金属感应块、驱动加压装置、支架、固定链，其特征在于：所述测针材质硬度大于被检工件材质硬度，测针的上端面与压力传感器的感应面固定连接，测针穿过支架顶端中轴线通孔，可沿着通孔轴向往返移动；所述压力传感器的上端面与驱动加压装置固定连接；所述金属感应块固定在测针的杆部，金属感应块的材质与测针材质相异；所述涡流检测探头与支架固定连接，涡流检测探头的空间位置可调节，涡流检测探头与涡流检测仪通过导线电连接；所述固定链连接支架，用于将检测装置固定在被检工件上。
一种在役设备原位材质检测方法，采用上述的装置，其特征在于：包括如下步骤，
a.采用固定链将检测装置固定在被检工件上；由于测针的针头形状与检测效果相关，根据检测要求选择测针的针头形状；调节测针位置，使测针的针头紧贴被检工件表面；调节涡流检测探头的空间位置，使涡流检测探头的探测面正对固定在测针杆部的金属感应块；
b.开启涡流检测仪，涡流检测仪激励涡流检测探头，涡流检测探头进入检测状态；
c.开启驱动加压装置，驱动加压装置推动测针，测针的针头扎入被检工件；记录压力传感器感应的压力大小；固定在测针杆部的金属感应块同测针一起移动，涡流检测探头感应到金属感应块的移动，产生涡流感应信号，涡流检测仪接收、显示涡流感应信号，涡流感应信号的幅度大小与金属感应块的移动距离成线性关系，记录涡流感应信号的幅度大小；
d.逐步加大驱动加压装置施加的压力大小，测针的针头逐步深入被检工件；记录每一步的压力传感器感应的压力大小；记录每一步压力大小下的涡流感应信号的幅度大小；
e.以步骤c、步骤d中的压力大小为横坐标，以涡流感应信号的幅度大小为纵坐标，制作压力-涡流感应信号幅度关系曲线；由于涡流感应信号幅度与金属感应块的移动距离成线性关系，而金属感应块的移动距离等于测针深入被检工件的深度，采用涡流缺陷深度标定方法计算得出每个涡流感应信号幅度相对应的测针深入深度，带入压力-涡流感应信号幅度关系曲线中，即可换算得出压力-测针深入深度关系曲线，根据压力-测针深入深度关系曲线即可分析获得被检工件的材质硬度特性。
进一步的，可在步骤c、步骤d中，在每次记录压力大小和涡流感应信号幅度大小后，可将测针提离被检工件，而后采用另一个涡流检测探头扫查测针留下的凹点，得到的涡流感应信号幅度与凹点的大小成线性关系，所述凹点大小中包含凹点的深度、宽度及形状信息；以压力大小为横坐标，以涡流感应信号的幅度大小为纵坐标，即可间接获得压力-凹点大小关系曲线，根据压力-凹点大小关系曲线即可分析获得被检工件的材质硬度特性；这里获得的材质硬度特性信息相比步骤e，精度更高。
本发明的有益效果是，一种在役设备原位材质检测装置及方法，基于涡流感应原理，设计独特的在役设备材质硬度原位检测装置，包括测针、压力传感器、涡流检测探头、涡流检测仪、金属感应块、驱动加压装置、支架、固定链。对于在役设备，无需破坏性取样，对设备进行原位、微损材质硬度检测，大大提高检测效率。
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种在役设备原位材质检测装置及方法不局限于实施例。
附图说明
下面结合附图中实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明第一实施例的装置及被检工件在役原位检测示意图。
图2是本发明第一实施例的压力-测针深入深度关系曲线示意图。
图中，1.测针，2.压力传感器，3.涡流检测探头，4.涡流检测仪，5.金属感应块，6.驱动加压装置，7.支架，8.固定链，9.被检工件，⊿L.测针深入深度，N.压力。
具体实施方式
实施例，如图1所示，一种在役设备原位材质检测装置，包括测针1、压力传感器2、涡流检测探头3、涡流检测仪4、金属感应块5、驱动加压装置6、支架7、固定链8，其特征在于：所述测针1材质硬度大于被检工件9材质硬度，测针1的上端面与压力传感器2的感应面固定连接，测针1穿过支架7顶端中轴线通孔，可沿着通孔轴向往返移动；所述压力传感器2的上端面与驱动加压装置6固定连接；所述金属感应块5固定在测针1的杆部，金属感应块5的材质与测针1材质相异；所述涡流检测探头3与支架7固定连接，涡流检测探头3的空间位置可调节，涡流检测探头3与涡流检测仪4通过导线电连接；所述固定链8连接支架7，用于将检测装置固定在被检工件9上。
如图1、图2所示，一种在役设备原位材质检测方法，采用上述的装置，其特征在于：包括如下步骤，
a.采用固定链8将检测装置固定在被检工件9上；调节测针1位置，使测针1的针头紧贴被检工件9表面；调节涡流检测探头3的空间位置，使涡流检测探头3的探测面正对固定在测针1杆部的金属感应块5；
b.开启涡流检测仪4，涡流检测仪4激励涡流检测探头3，涡流检测探头3进入检测状态；
c.开启驱动加压装置6，驱动加压装置6推动测针1，测针1的针头扎入被检工件9；记录压力传感器2感应的压力N大小；固定在测针1杆部的金属感应块5同测针1一起移动，涡流检测探头3感应到金属感应块5的移动，产生涡流感应信号，涡流检测仪4接收、显示涡流感应信号，涡流感应信号的幅度大小与金属感应块5的移动距离成线性关系，记录涡流感应信号的幅度大小；
d.逐步加大驱动加压装置6施加的压力N大小，测针1的针头逐步深入被检工件9；记录每一步的压力传感器2感应的压力N大小；记录每一步压力N大小下的涡流感应信号的幅度大小；
e.以步骤c、步骤d中的压力N大小为横坐标，以涡流感应信号的幅度大小为纵坐标，制作压力N-涡流感应信号幅度关系曲线；由于涡流感应信号幅度与金属感应块5的移动距离成线性关系，而金属感应块5的移动距离等于测针1深入被检工件9的深度⊿L，采用涡流缺陷深度标定方法计算得出每个涡流感应信号幅度相对应的测针1深入深度⊿L，带入压力N-涡流感应信号幅度关系曲线中，即可换算得出压力N-测针1深入深度⊿L关系曲线，根据压力N-测针1深入深度⊿L关系曲线即可分析获得被检工件9的材质硬度特性。
第二实施例，进一步的，可在步骤c、步骤d中，在每次记录压力N大小和涡流感应信号幅度大小后，可将测针1提离被检工件9，而后采用另一个涡流检测探头3扫查测针1留下的凹点，得到的涡流感应信号幅度与凹点的大小成线性关系，所述凹点大小中包含凹点的深度、宽度及形状信息；以压力N大小为横坐标，以涡流感应信号的幅度大小为纵坐标，即可间接获得压力N-凹点大小关系曲线，根据压力N-凹点大小关系曲线即可分析获得被检工件9的材质硬度特性；这里获得的材质硬度特性信息相比步骤e，精度更高。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种在役设备原位材质检测装置及方法，但本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 (3)

1.一种在役设备原位材质检测装置，包括测针、压力传感器、涡流检测探头、涡流检测仪、金属感应块、驱动加压装置、支架、固定链，其特征在于：所述测针材质硬度大于被检工件材质硬度，测针的上端面与压力传感器的感应面固定连接，测针穿过支架顶端中轴线通孔，可沿着通孔轴向往返移动；所述压力传感器的上端面与驱动加压装置固定连接；所述金属感应块固定在测针的杆部，金属感应块的材质与测针材质相异；所述涡流检测探头与支架固定连接，涡流检测探头的空间位置可调节，涡流检测探头与涡流检测仪通过导线电连接；所述固定链连接支架，用于将检测装置固定在被检工件上。
2.一种在役设备原位材质检测方法，采用权利要求1所述的装置，其特征在于：包括如下步骤，
a.采用固定链将检测装置固定在被检工件上；调节测针位置，使测针的针头紧贴被检工件表面；调节涡流检测探头的空间位置，使涡流检测探头的探测面正对固定在测针杆部的金属感应块；
b.开启涡流检测仪，涡流检测仪激励涡流检测探头，涡流检测探头进入检测状态；
c.开启驱动加压装置，驱动加压装置推动测针，测针的针头扎入被检工件；记录压力传感器感应的压力大小；固定在测针杆部的金属感应块同测针一起移动，涡流检测探头感应到金属感应块的移动，产生涡流感应信号，涡流检测仪接收、显示涡流感应信号，涡流感应信号的幅度大小与金属感应块的移动距离成线性关系，记录涡流感应信号的幅度大小；
d.逐步加大驱动加压装置施加的压力大小，测针的针头逐步深入被检工件；记录每一步的压力传感器感应的压力大小；记录每一步压力大小下的涡流感应信号的幅度大小；
e.以步骤c、步骤d中的压力大小为横坐标，以涡流感应信号的幅度大小为纵坐标，制作压力-涡流感应信号幅度关系曲线；由于涡流感应信号幅度与金属感应块的移动距离成线性关系，而金属感应块的移动距离等于测针深入被检工件的深度，采用涡流缺陷深度标定方法计算得出每个涡流感应信号幅度相对应的测针深入深度，带入压力-涡流感应信号幅度关系曲线中，即可换算得出压力-测针深入深度关系曲线，根据压力-测针深入深度关系曲线即可分析获得被检工件的材质硬度特性。
3.根据权利要求2所述的一种在役设备原位材质检测方法，其特征在于：进一步的，可在步骤c、步骤d中，在每次记录压力大小和涡流感应信号幅度大小后，可将测针提离被检工件，而后采用另一个涡流检测探头扫查测针留下的凹点，得到的涡流感应信号幅度与凹点的大小成线性关系，所述凹点大小中包含凹点的深度、宽度及形状信息；以压力大小为横坐标，以涡流感应信号的幅度大小为纵坐标，即可间接获得压力-凹点大小关系曲线，根据压力-凹点大小关系曲线即可分析获得被检工件的材质硬度特性；这里获得的材质硬度特性信息相比步骤e，精度更高。
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