CN105806933A - 一种非铁磁性薄壁管缺陷检测的内穿式巨磁阻阵列探头 - Google Patents

一种非铁磁性薄壁管缺陷检测的内穿式巨磁阻阵列探头 Download PDF

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祁攀
邵文斌
崔洪岩
廖述圣
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China Nuclear Power Operation Technology Corp Ltd
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Abstract

本发明涉及内穿式涡流无损检测技术领域，具体公开了一种非铁磁性薄壁管缺陷检测的内穿式巨磁阻阵列探头。一种非铁磁性薄壁管缺陷检测的内穿式巨磁阻阵列探头，该探头包括设置在探头骨架上的激励线圈和巨磁阻传感器，其中，巨磁阻传感器位于激励线圈的中心。本发明所述的一种非铁磁性薄壁管缺陷检测的内穿式巨磁阻阵列探头，用于薄管壁的涡流检测，该探头不仅提高阵列探头对于非铁磁性小管径管道的缺陷的检测灵敏度，扩展探头对于缺陷尺度的检测范围；而且提高阵列探头的抗干扰能力，延长探头的使用周期。

Description

一种非铁磁性薄壁管缺陷检测的内穿式巨磁阻阵列探头
技术领域
本发明属于内穿式涡流无损检测技术领域，具体涉及一种非铁磁性薄壁管缺陷检测的内穿式巨磁阻阵列探头。
背景技术
核电站系统中，存在大量的热交换器，在制造和运行的过程中，由于结构、传热管材料、管件规格以及运行工况的差异，往往产生各种类型的缺陷。涡流检测是核电站在役热交换器传热管检查中应用最为广泛的一种无损检测方法。传统上采用内穿轴绕式线圈(Bobbin)探头进行检测，对其内外壁缺陷有很高的灵敏度，能够及时准确地发现缺陷。但是对于支撑板和管板区，尤其是后者，结构信号复杂，存在胀管过渡段以及胀管不均匀等情况，使得电磁感应在此区域出现“畸变”，如缺陷在这一区域出现，容易漏检，从而出现检测“盲区”。针对这一情况，国内外在蒸发器涡流检测中开始使用新技术，即阵列探头技术进行检测。该方法既有Bobbin探头的检测效率，又有MRPC(机械旋转)探头的缺陷定性能力。
现阶段运用于工程实际的涡流阵列探头，主要有两种结构，一种是绕线式线圈涡流阵列探头，它是采用在探头骨架上直接放置两排或三排的小扁平线圈组，每排之间间隔一段距离，每排线圈之间是交叉排列，另一种是柔性印制电路板(PCB)阵列探头，该种探头，是在柔性基底上，通过与PCB相似的工艺过程，蚀刻出设计的阵列结构，再与探头骨架配合，将结合处进行封合。以上两种探头在实际的应用过程中，能保证检测效率和灵敏度，但是也存在一些问题，如，管道内探头的来回运动，容易使得扁平线圈单元的坏损，从而导致阵列探头的报废；对于微小裂纹的敏感度还是有待改进；探头抗干扰的能力不强等。针对这些问题，本专利提出了基于巨磁阻技术的涡流阵列探头的研制。
巨磁阻传感器芯片主要是利用具有巨磁阻效应的磁性纳米金属多层薄膜材料通过半导体集成工艺与集成电路相兼容的一类元器件。因此可以将传感器芯片的体积做得很小。巨磁阻传感器芯片将四个巨磁电阻构成惠斯登电桥结构。该结构可以减少外界环境对传感器输出稳定性的影响,增加传感器灵敏度。传统的基于感应线圈的涡流检测常应用于高频检测,而对低频部分的灵敏度较低,而巨磁阻传感器频率范围很宽(0～1MHz)。巨磁阻传感器的体积通常很小,并将输出电路集成在传感器芯片上,使其比传统的感应线圈式探头有更好的抗干扰能力，加之其集成芯片的特质，较之线圈阵列的探头的实用寿命更长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非铁磁性薄壁管缺陷检测的内穿式巨磁阻阵列探头，解决现有涡流阵列探头报废率高，微小缺陷检测灵敏度不高，抗干扰能力弱的问题。
本发明的技术方案如下：一种非铁磁性薄壁管缺陷检测的内穿式巨磁阻阵列探头，该探头包括设置在探头骨架上的激励线圈和巨磁阻传感器，其中，巨磁阻传感器位于激励线圈的中心。
所述的探头骨架上沿周向分布有若干个激励线圈。
所述的探头骨架上沿周向均匀分布有4～N(N≥4)个激励线圈。
所述的激励线圈为平置的扁平空心线圈。
本发明的显著效果在于：本发明所述的一种非铁磁性薄壁管缺陷检测的内穿式巨磁阻阵列探头，用于薄管壁的涡流检测，该探头不仅提高阵列探头对于非铁磁性小管径管道的缺陷的检测灵敏度，扩展探头对于缺陷尺度的检测范围；而且提高阵列探头的抗干扰能力，延长探头的使用周期。
附图说明
图1为本发明所述的一种非铁磁性薄壁管缺陷检测的内穿式巨磁阻阵列探头示意图；
图2为图1中阵列探头周向排布示意图；
图中：1、激励线圈；2、巨磁阻传感器；3、探头骨架。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2所示，一种非铁磁性薄壁管缺陷检测的内穿式巨磁阻阵列探头，包括在探头骨架3上设置的激励线圈1和巨磁阻传感器2，其中，在探头骨架3上沿周向安装有若干个激励线圈1，且在每个激励线圈1中心区域安装有巨磁阻传感器2，其中，激励线圈1采用平置的扁平空心线圈；例如，在探头骨架3中沿周向均匀布置有4～N(N≥4)个扁平空心线圈，并在每个扁平空心线圈中心位置安装有巨磁阻传感器。

Claims (4)

1.一种非铁磁性薄壁管缺陷检测的内穿式巨磁阻阵列探头，其特征在于：该探头包括设置在探头骨架(3)上的激励线圈(1)和巨磁阻传感器(2)，其中，巨磁阻传感器(2)位于激励线圈(1)的中心。
2.根据权利要求1所述的一种非铁磁性薄壁管缺陷检测的内穿式巨磁阻阵列探头，其特征在于：所述的探头骨架(3)上沿周向分布有若干个激励线圈(1)。
3.根据权利要求2所述的一种非铁磁性薄壁管缺陷检测的内穿式巨磁阻阵列探头，其特征在于：所述的探头骨架(3)上沿周向均匀分布有4～N(N≥4)个激励线圈(1)。
4.根据权利要求1～3任意所述的一种非铁磁性薄壁管缺陷检测的内穿式巨磁阻阵列探头，其特征在于：所述的激励线圈(1)为平置的扁平空心线圈。
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