CN107132270A - 一种探伤仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了探伤仪，包括控制器和检测探头；检测探头通过导线与控制器电性连接；控制器包括功率放大电路模块、前置放大电路模块、提取模块、及微处理器，功率放大电路模块、前置放大电路模块、及提取模块依次电性连接，提取模块的输出端与微处理器的输入接口电性连接；检测探头包括柔性激励线圈和柔性阵列式检测线圈，柔性激励线圈位于柔性阵列式检测线圈一侧，并且柔性激励线圈与柔性阵列式检测线圈相互磁场感应；柔性激励线圈，用于激励信号并产生交变磁场；柔性阵列式检测线圈，用于产生感生电压信号；提取模块，用于提取感生电压信号的峰值信息；微处理器，用于分析待检测对象的缺陷，得到待检测对象缺陷信息。设置检测探头能提高检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及探伤仪领域，更具体的，涉及一种探伤仪。
背景技术
随着经济的快速发展和生活节奏的加快，人们的出行日益频繁，大大增加了轨道交通的压力，转向架作为轨道交通中动车重要的组成部分，它既承载了车体的重量又起到减震、导向、牵引、制动的功能，因而转向架的性能决定了列车的运营速度和旅客舒适度，转向架构架作为动车的基底，是动车转向架的基础，无论是在转向架生产的过程中，还是在使用中，对转向架构架进行严格的检测是保障动车组安全可靠运行的基础。
在动车检修中，转向架检修技术是关键技术之一，尤其随着高速铁路技术的发展，转向架检修技术显得十分重要，但目前常采用的手摸和强光手电的检测方法对转向架构架进行检测，其不仅效率低下，还存在较大的主观误差并且容易破坏转向架的结构和性能。
综上所述，现有转向架检修技术中存在效率低下、较大的主观误差以及容易破坏转向架的结构和性能的问题。因此，需要提出有效的方法来解决上述问题。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种探伤仪，通过在探伤仪上设置检测探头，能够很好地解决转向架裂纹多发的部位即弯曲部位所存在的裂纹缺陷的检测问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种探伤仪，包括控制器和检测探头；所述检测探头通过导线与所述控制器电性连接；
所述控制器包括功率放大电路模块、前置放大电路模块、提取模块、及微处理器，所述功率放大电路模块、所述前置放大电路模块、及所述提取模块依次电性连接，所述提取模块的输出端与所述微处理器的输入接口电性连接；
所述检测探头包括柔性激励线圈和柔性阵列式检测线圈，所述柔性激励线圈位于所述柔性阵列式检测线圈的一侧，并且所述柔性激励线圈与所述柔性阵列式检测线圈相互磁场感应；
所述柔性激励线圈，用于激励信号并产生交变磁场；
所述柔性阵列式检测线圈，用于产生感生电压信号；
所述提取模块，用于提取所述感生电压信号的峰值信息；
所述微处理器，用于根据所述峰值信息分析待检测对象的缺陷，得到所述待检测对象的缺陷信息。
可选地，所述控制器还包括多路复用器和正弦激励发生模块；
所述多路复用器的输入端与所述前置放大电路模块的输出端电性连接；所述正弦激励发生模块的输出端与所述功率放大电路模块的输入端电性连接。
可选地，所述提取模块包括采样保持电路模块、及模/数转换电路模块；
所述采样保持电路模块输入端与所述多路复用器的输出端电性连接，所述采样保持电路模块输出端与所述模/数转换电路模块的输入端电性连接，所述模/数转换电路模块的输出端与微处理器电性连接。
可选地，所述控制器还包括电源管理电路；
所述电源管理电路与所述微处理器电性连接。
可选地，所述柔性激励线圈与所述功率放大电路模块的输出端电性连接；
所述柔性阵列式检测线圈与所述前置放大电路模块的输入端电性连接。
可选地，所述柔性激励线圈的数量配置为一个；
所述柔性阵列式检测线圈的数量配置为四个。
可选地，还包括LCD显示器、充电接口、及报警器；
所述LCD显示器设于壳体的上表面；所述充电接口设于所述壳体的侧面；
所述LCD显示器与所述微处理器电性连接；
所述充电接口与所述电源管理电路的电性连接；
所述报警器与所述微处理器电性连接。
可选地，还包括电池盒；所述电池盒设于所述壳体的下表面；
所述电池盒内部的触头与所述电源管理电路电性连接。
可选地，还包括可调节外边框；所述可调节外边框位于所述检测探头的外表面；
所述可调节外边框由橡胶材料制成。
本发明还提供一种适用于一种探伤仪的检测方法，按如下步骤实施：
S101：正弦激励发生模块产生正弦信号；
S102：功率放大电路模块对所述正弦信号进行放大，产生放大的正弦信号，并将所述放大的正弦信号加载到柔性激励线圈上；
S103：所述柔性激励线圈对所述放大的正弦信号进行激励形成交变磁场；
S104：所述交变磁场在相对导体的运动下，在待检测对象表面形成伴生感应磁场；
S105：柔性阵列式检测线圈在所述伴生感应磁场与原始磁场的作用下，产生感生电压信号；
S106：前置放大电路模块对所述感生电压信号进行放大，形成放大的感生电压信号并发送给多路复用器；
S107：多路复用器对所述放大的感生电压信号进行分时多路发送给采样保持电路模块；
S108：所述采样保持电路模块对接收的所述放大的感生电压信号进行峰值提取，获得峰值信息，并将所述峰值信息发送给模/数转换电路；
S109：所述数/模转换电路对接收的峰值信息进行模数转换，形成转换的峰值信息，并将所述转换的峰值信息发送给微处理器；
S110：所述微处理器对所述转换的峰值信息进行分析，得到待检测对象的缺陷信息；
S111：若待检测对象存在缺陷信息，则报警器进行报警。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种探伤仪，包括控制器和检测探头；通过在探伤仪上设置检测探头，能够很好地解决转向架裂纹多发的部位即弯曲部位所存在的裂纹缺陷的检测问题，可以在动车组一二级检修中很好地取代目前常用的手摸和强光手电的检测方法，进而避免手摸和强光手电的检测方法所带来的检测效率低下的问题，同时可以避免手摸和强光手电的检测方法所带来的主观误差问题，因此本发明提供的探伤仪能够提高缺陷检测率。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的一种探伤仪的结构示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的检测探头及可调节外边框的结构示意图；
图3是本发明具体实施方式提供的检测探头与控制器的具体连接关系的示意图；
图4是本发明具体实施方式提供的一种控制器的结构示意图；
图5是本发明具体实施方式提供的另一种探伤仪的结构示意图；
图6是本发明具体实施方式提供的一种探伤仪的立体结构示意图；
图7是本发明具体实施方式提供的一种适用于探伤仪的检测方法的流程示意图。
图中：
1、控制器；2、检测探头；3、导线；4、LCD显示器；5、充电接口；6、报警器；7、壳体；8、可调节外边框；9、开关；11、功率放大电路模块；12、前置放大电路模块；13、提取模块；14、微处理器；15、多路复用器；16、正弦激励发生模块；17、电源管理电路；211、第一板子；221、第二板子；131、采样保持电路模块；132、模/数转换电路模块。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一种探伤仪，包括控制器1和检测探头2；检测探头2通过导线3与控制器1电性连接；控制器1包括功率放大电路模块11、前置放大电路模块12、提取模块13、及微处理器14，控制器1包括功率放大电路模块11、前置放大电路模块12、提取模块13、及微处理器14，功率放大电路模块11、前置放大电路模块12、及提取模块13依次电性连接，提取模块13的输出端与微处理器14的输入接口电性连接；检测探头2包括柔性激励线圈21和柔性阵列式检测线圈22，柔性激励线圈21位于柔性阵列式检测线圈22的一侧，并且柔性激励线圈2121与柔性阵列式检测线圈22相互磁场感应；柔性激励线圈21，用于激励信号并产生交变磁场；柔性阵列式检测线圈22，用于产生感生电压信号；提取模块13，用于提取感生电压信号的峰值信息；微处理器14，用于根据峰值信息分析待检测对象的缺陷，得到待检测对象的缺陷信息。
以上实施中，因为转向架的弯曲部位在具体实施中是裂纹或者裂缝多发的部位，而现有技术中对裂纹或者裂缝多发的部位，常采用的是手摸和强光手电的检测方法，而这种方法会存在检测效率低下，并且还存在较大的主观误差，本发明通过在探伤仪上设置检测探头2，检测探头2包括柔性激励线圈21和柔性阵列式检测线圈22能够很好地解决裂纹缺陷的检测问题，可以在动车组一二级检修中很好地取代目前常用的手摸和强光手电的检测方法，进而避免手摸和强光手电的检测方法所带来的检测效率低下的问题，同时可以避免手摸和强光手电的检测方法所带来的主观误差问题，因此本发明提供的探伤仪能够提高缺陷检测率。同时也可以看出本发明提供的这种探伤仪，具有结构简单、生产成本低、工作效率高的特点。
为了更清楚以上实施中探伤仪的结构，图1示例性地示出了一种探伤仪的结构示意图，如图1所示，该探伤仪中包括控制器1和检测探头2；检测探头2通过导线3与控制器1电性连接；控制器1包括功率放大电路模块11、前置放大电路模块12、提取模块13、微处理器14。其中，在具体实施中，控制器1可以是芯片板。
可选地，提取模块13包括采样保持电路模块131、及模/数转换电路模块132；采样保持电路模块131输入端与多路复用器15的输出端电性连接，采样保持电路模块131输出端与模/数转换电路模块132的输入端电性连接，模/数转换电路模块132的输出端与微处理器14电性连接。
可选地，柔性激励线圈21与功率放大电路模块11的输出端电性连接；柔性阵列式检测线圈22与前置放大电路模块12的输入端电性连接。具体来说，功率放大电路模块11将放大后的高频正弦信号加载到柔性激励线圈21上，柔性激励线圈21产生交变磁场，交变磁场在相对导体的运动下，在待检测对象表面形成伴生感应磁场；柔性阵列式检测线圈22在伴生感应磁场与原始磁场的作用下，产生感生电压信号；为了更清楚检测探头2中柔性激励线圈21和柔性阵列式检测线圈22与控制器1中功率放大电路模块11和前置放大电路模块12的连接关系，图3示例性地示出了本发明提供的检测探头与控制器的具体连接关系的示意图，如图3所示。具体实施中，柔性激励线圈21固定在第一板子211上，柔性阵列式检测线圈22固定在第二板子221上，第一板子211与第二板子221可以上下叠加在一起，也可以并排放在一起，其中，第一板子211的尺寸大于第二板子221的尺寸，且第一板子211与第二板子221都可以是透明塑料材料制成的。其中，在具体实施中，柔性激励线圈21的数量配置为一个；柔性阵列式检测线圈22的数量配置为四个。具体来说，检测探头2中的柔性激励线圈21是用来激励信号的，也就是柔性激励线圈21在高频正弦信号的作用下，在柔性激励线圈21周围产生交变磁场，在该交变磁场的相对导体运动时，在待检测对象的表面形成涡流及伴生感应磁场；柔性阵列式检测线圈22在伴生感应磁场与原磁场的相互叠加作用下，使得柔性阵列式检测线圈22的复阻抗发生变化，从而产生感生电压信号。其中，在具体实施中，柔性激励线圈21为大型的。
可选地，该探伤仪还包括可调节外边框8；可调节外边框8位于检测探头的外表面。在具体实施中，检测探头2是柔性涡流阵列检测探头；可调节外边框8由橡胶材料制成。可调节外边框8的橡胶材质可以是均匀的且厚度一致。
进一步地，为了更清楚检测探头2及在检测探头2的外部设有用于保护检测探头2的可调节外边框8的结构，图2示例性地示出了本发明提供的检测探头及可调节外边框的结构示意图，如图2所示。具体地说，可调节外边框8位于检测探头2的外表面，通过设置可调节外边框8，能够使可调节外边框8对检测探头2起到保护和固定作用，既可以防止在检测时检测探头的损耗，也可以消除提离效应，提高检测的精度，从而也可以大大提高高速列车在日常检修中对转向架的检测效率。另外，具体实施中，可以将可调节外边框8紧贴于被测导体表面进行检测。且可调节外边框8的表面的材质均匀且厚度一致。
此外，需要说明的是，本发明提供的探伤仪除了可以对转向架的检测之外，还可以是其它的工件，只要产生弯曲部位的都可以，火车、动车、高铁的道路上的弯曲工件都适用。
控制器1还包括多路复用器15和正弦激励发生模块16；多路复用器15的输入端与前置放大电路模块12的输出端电性连接；正弦激励发生模块16的输出端与功率放大电路模块11的输入端电性连接。
可选地，控制器1还包括电源管理电路17；电源管理电路17与微处理器14电性连接。
可选地，该探伤仪还包括LCD显示器4、充电接口5、及报警器6；LCD显示器4设于壳体7的上表面；充电接口5设于壳体4的侧面；LCD显示器5与微处理器14电性连接；充电接口6与电源管理电路17的电性连接；报警器6与微处理器14电性连接。
从以上实施中，为了更清楚控制器1的结构，图4示例性地示出了本发明提供的一种控制器的结构示意图，如图4所示。该控制器包括功率放大电路模块11、前置放大电路模块12、提取模块13、微处理器14、多路复用器15、正弦激励发生模块16、电源管理电路17、采样保持电路模块131、模/数转换电路模块132、LCD显示器4、报警器6。正弦激励发生模块16、功率放大电路模块11、前置放大电路模块12、多路复用器15、采样保持电路模块131、模/数转换电路模块132、微处理器14依次电性连接，电源管理电路17、显示器4、及报警器6均与微处理器14电性连接。
另外，更具体地，在具体实施中，检测探头2设于功率放大电路11与前置放大电路12之间；检测探头2的一端与功率放大电路11的输出端电性连接，检测探头2的另一端与前置放大电路12的输入端电性连接。图5示例性地示出了本发明提供的另一种探伤仪的结构示意图，如图4所示。图5是在图4的基础上增加了检测探头2。从图4具体来说，通过正弦激励发生模块16产生正弦信号；正弦信号经过功率放大电路模块11后加载检测探头2中的柔性激励线圈21上；在高频正弦信号的作用下，在柔性激励线圈21的空间周围产生交变磁场；在交变磁场的相对导体运动下，使得在待检测对象的表面形成涡流及伴生感生磁场；检测探头2中的柔性阵列式检测线圈22在伴生感生磁场与原始磁场的相互叠加作用下，使得柔性阵列式检测线圈22的复阻抗发生变化，从而形成感生电压信号；感生电压信号经过前置放大电路12放大，在经过信号处理后，通过采样保持电路模块131与模/数转换电路模块132提取出感生电压信号峰值信息；在提取出的感生电压信号峰值信息中，包含了待检测对象的缺陷信息，该缺陷信息包含待检测对象的裂纹信息，通过微处理器14对峰值信息的分析和判断；如果存在缺陷，则报警器6进行报警。
可选地，该探伤仪还包括电池盒；电池盒设于壳体7的下表面；电池盒内部的触头与电源管理电路17电性连接。
另外，在具体实施中，探伤仪上还会设置开关9，开关9可以是手动的，可以设在壳体7的侧面，靠近充电接口6。
为了更清楚本发明的一种探伤仪的立体结构，图6示例性地示出了本发明提供的一种探伤仪的立体结构示意图，如图6所示。
本发明还提供一种适用于探伤仪的检测方法，图7示例性地示出了本发明提供的一种适用于探伤仪的检测方法的流程示意图，如图7所示，该方法按如下步骤实施：
S101：正弦激励发生模块16产生正弦信号；
S102：功率放大电路模块11对正弦信号进行放大，产生放大的正弦信号，并将放大的正弦信号加载到柔性激励线圈21上；
S103：柔性激励线圈21对放大的正弦信号进行激励形成交变磁场；
S104：交变磁场在相对导体的运动下，在待检测对象表面形成伴生感应磁场；
S105：柔性阵列式检测线圈22在伴生感应磁场与原始磁场的作用下，产生感生电压信号；
S106：前置放大电路模块12对感生电压信号进行放大，形成放大的感生电压信号并发送给多路复用器15；
S107：多路复用器15对放大的感生电压信号进行分时多路发送给采样保持电路模块131；
S108：采样保持电路模块131对接收的放大的感生电压信号进行峰值提取，获得峰值信息，并将峰值信息发送给模/数转换电路132；
S109：数/模转换电路132对接收的峰值信息进行模数转换，形成转换的峰值信息，并将转换的峰值信息发送给微处理器14；
S110：微处理器14对转换的峰值信息进行分析，得到待检测对象的缺陷信息；
S111：若待检测对象存在缺陷信息，则报警器6进行报警。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种探伤仪，其特征在于：
包括控制器(1)和检测探头(2)；所述检测探头(2)通过导线(3)与所述控制器(1)电性连接；
所述控制器(1)包括功率放大电路模块(11)、前置放大电路模块(12)、提取模块(13)、及微处理器(14)，所述功率放大电路模块(11)、所述前置放大电路模块(12)、及所述提取模块(13)依次电性连接，所述提取模块(13)的输出端与所述微处理器(14)的输入接口电性连接；
所述检测探头(2)包括柔性激励线圈(21)和柔性阵列式检测线圈(22)，所述柔性激励线圈(21)位于所述柔性阵列式检测线圈(22)的一侧，并且所述柔性激励线圈(21)与所述柔性阵列式检测线圈(22)相互磁场感应；
所述柔性激励线圈(21)，用于激励信号并产生交变磁场；
所述柔性阵列式检测线圈(22)，用于产生感生电压信号；
所述提取模块(13)，用于提取所述感生电压信号的峰值信息；
所述微处理器(14)，用于根据所述峰值信息分析待检测对象的缺陷，得到所述待检测对象的缺陷信息。
2.如权利要求1所述的一种探伤仪，其特征在于：
所述控制器(1)还包括多路复用器(15)和正弦激励发生模块(16)；
所述多路复用器(15)的输入端与所述前置放大电路模块(12)的输出端电性连接；所述正弦激励发生模块(16)的输出端与所述功率放大电路模块(11)的输入端电性连接。
3.如权利要求2所述的一种探伤仪，其特征在于：
所述提取模块(13)包括采样保持电路模块(131)、及模/数转换电路模块(132)；
所述采样保持电路模块(131)输入端与所述多路复用器(15)的输出端电性连接，所述采样保持电路模块(131)输出端与所述模/数转换电路模块(132)的输入端电性连接，所述模/数转换电路模块(132)的输出端与微处理器(14)电性连接。
4.如权利要求1所述的一种探伤仪，其特征在于：
所述控制器(1)还包括电源管理电路(17)；
所述电源管理电路(17)与所述微处理器(14)电性连接。
5.如权利要求1所述的一种探伤仪，其特征在于：
所述柔性激励线圈(21)与所述功率放大电路模块(11)的输出端电性连接；
所述柔性阵列式检测线圈(22)与所述前置放大电路模块(12)的输入端电性连接。
6.如权利要求1所述的一种探伤仪，其特征在于：
所述柔性激励线圈(21)的数量配置为一个；
所述柔性阵列式检测线圈(22)的数量配置为四个。
7.如权利要求1所述的一种探伤仪，其特征在于：
还包括LCD显示器(4)、充电接口(5)、及报警器(6)；
所述LCD显示器(4)设于壳体(7)的上表面；所述充电接口(5)设于所述壳体(4)的侧面；
所述LCD显示器(5)与所述微处理器(14)电性连接；
所述充电接口(6)与所述电源管理电路(17)的电性连接；
所述报警器(6)与所述微处理器(14)电性连接。
8.如权利要求1所述的一种探伤仪，其特征在于：
还包括电池盒；
所述电池盒设于所述壳体(7)的下表面；
所述电池盒内部的触头与所述电源管理电路(17)电性连接。
9.如权利要求1所述的一种探伤仪，其特征在于：
还包括可调节外边框(8)；
所述可调节外边框(8)位于所述检测探头(2)的外表面；
所述可调节外边框(8)由橡胶材料制成。
10.一种适用于权利要求1至9任一项所述的一种探伤仪的检测方法，其特征在于，按如下步骤实施：
S101：正弦激励发生模块(16)产生正弦信号；
S102：功率放大电路模块(11)对所述正弦信号进行放大，产生放大的正弦信号，并将所述放大的正弦信号加载到柔性激励线圈(21)上；
S103：所述柔性激励线圈(21)对所述放大的正弦信号进行激励形成交变磁场；
S104：所述交变磁场在相对导体的运动下，在待检测对象表面形成伴生感应磁场；
S105：柔性阵列式检测线圈(22)在所述伴生感应磁场与原始磁场的作用下，产生感生电压信号；
S106：前置放大电路模块(12)对所述感生电压信号进行放大，形成放大的感生电压信号并发送给多路复用器(15)；
S107：多路复用器(15)对所述放大的感生电压信号进行分时多路发送给采样保持电路模块(131)；
S108：所述采样保持电路模块(131)对接收的所述放大的感生电压信号进行峰值提取，获得峰值信息，并将所述峰值信息发送给模/数转换电路(132)；
S109：所述数/模转换电路(132)对接收的峰值信息进行模数转换，形成转换的峰值信息，并将所述转换的峰值信息发送给微处理器(14)；
S110：所述微处理器(14)对所述转换的峰值信息进行分析，得到待检测对象的缺陷信息；
S111：若待检测对象存在缺陷信息，则报警器(6)进行报警。
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