CN108333253A - 一种针对钢丝绳断丝缺陷检测的阵列涡流探头及检测方法 - Google Patents

一种针对钢丝绳断丝缺陷检测的阵列涡流探头及检测方法 Download PDF

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Abstract

一种针对钢丝绳断丝缺陷检测的阵列涡流探头及检测方法，该探头包括激励探头装置和检出探头装置，激励探头装置由两个套在钢丝绳外部的半圆环形树脂骨架，缠绕在半圆环形树脂骨架上的激励线圈以及用于固定的螺栓组成；检出探头装置由多个圆形阵列的长方体树脂骨架和缠绕在长方体树脂骨架上的检出线圈组成；钢丝绳置于所述激励线圈产生的交变磁场中，其表面和近表面会感生出轴向分布的涡流，多个圆形阵列的检出线圈可检测出钢丝绳中断丝缺陷的位置；本发明阵列探头通过非接触的方式对钢丝绳断丝缺陷进行检测；相对于常规的漏磁检测探头，本发明检测效率更高，可对钢丝绳进行在线检测，且装卸方便，无需对钢丝绳设备进行拆卸。

Description

一种针对钢丝绳断丝缺陷检测的阵列涡流探头及检测方法
技术领域
本发明涉及一种电磁无损检测探头，具体涉及一种针对钢丝绳断丝缺陷检测的阵列涡流探头及检测方法。
背景技术
钢丝绳作为一种广泛应用于提拉设备中的重要构件，具有自重轻、抗拉强度高、承载能力强、柔软性好等优点，因而被广泛地应用于多个领域。由于其服役环境存在严重的不稳定性，钢丝绳在服役过程中会出现断丝、磨损和腐蚀等破坏本身性能的缺陷，可能引发严重安全事故，因此，为了减少安全事故的发生，保障人民生命财产安全，采用合适的无损检测方法对钢丝绳进行安全检测与评价至关重要。
目前针对钢丝绳的无损检测方法主要是漏磁检测法。漏磁检测法具有操作简单、显示结果直观、检测灵敏度高等优点，但是，也存在检测效率低，缺乏其他方法验证等问题。而涡流检测法是基于电磁感应原理的表面及近表面缺陷检测方法，具有检测能力强、非接触、快速扫查等优点，是一种针对钢丝绳缺陷进行定量无损评价的有效方法。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种针对钢丝绳断丝缺陷检测的阵列涡流探头及检测方法，钢丝绳置于所述激励线圈产生的交变磁场中，其表面和近表面会感生出轴向分布的涡流，多个圆形阵列的检出线圈可检测出钢丝绳中断丝缺陷的环向位置，从而可实现钢丝绳断丝缺陷轴向和环向位置的在线检测；此外，两个激励线圈树脂骨架可随时拆卸，相对于常规的漏磁检测探头，可实现在线检测。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种针对钢丝绳断丝缺陷检测的阵列涡流探头，包括激励探头装置和检出探头装置，其特征在于：所述激励探头装置由两个套在钢丝绳1外部的半圆环形树脂骨架2，缠绕在半圆环形树脂骨架2上的激励线圈3以及用于固定两个半圆环形树脂骨架2的螺栓5组成；检出探头装置由多个圆形阵列的长方体树脂骨架7和缠绕在长方体树脂骨架7上的矩形检出线圈8组成；所述半圆环形树脂骨架2上有与长方体树脂骨架7数量一致的圆形阵列的长方体树脂骨架安装槽6，所述长方体树脂骨架7以及缠绕在长方体树脂骨架7上的检出线圈8安装在长方体树脂骨架安装槽6内，所述半圆环形树脂骨架2上有与螺栓5数量一致的螺栓安装孔4，所述螺栓5安装在螺栓安装孔4内。所述圆形阵列的检出线圈8能够检测出钢丝绳中存在的断丝缺陷，并能够实现钢丝绳断丝缺陷轴向和环向位置的在线检测。
所述长方体树脂骨架7的数量为6个，相应的，长方体树脂骨架安装槽6的数量也为6个；所述螺栓5的数量为2个，相应的，螺栓安装孔4的数量也为2个。
所述长方体树脂骨架7以及缠绕在长方体树脂骨架7上的检出线圈8紧配合安装在长方体树脂骨架安装槽6内。
所述半圆环形树脂骨架2由树脂材料制成，激励线圈3为多层的漆包线缠绕在半圆环形树脂骨架2上。
所述长方体树脂骨架7由树脂材料制成，检出线圈8为多层的漆包线缠绕在长方体树脂骨架7上。
上述所述针对钢丝绳断丝缺陷检测的阵列涡流探头进行缺陷检测的方法，首先，激励线圈3中通入稳态的正弦激励电流，周围产生交变磁场，置于该交变磁场中的钢丝绳1中将感生出交变涡流场，断丝缺陷的存在会影响该涡流场分布，进而影响涡流场产生的次生磁场，最终导致置于其中的检出线圈8两端电压信号发生相应变化，因此，可以通过分析检出线圈8两端电压信号来确定断丝缺陷的相关信息。
其次，半圆环形树脂骨架2能够在钢丝绳1上沿轴向移动进行轴向扫描，与此同时粘附在半圆环形树脂骨架2上的检出线圈8也会在钢丝绳1轴向保持同步运动；多个圆形阵列的检出线圈8实时捕捉当前轴向位置的检出电压信号，对每个通道的检出电压信号进行处理并与无缺陷钢丝绳检出电压信号进行比较，从而判断当前轴向位置是否存在缺陷；如果判定缺陷存在，那么该缺陷的轴向位置就由此确定，需要进一步定位该缺陷的环向位置；
最后，通过分析多通道检出线圈8的检出电压信号，即能够推算出缺陷的环向位置；通过以上方法即可实现基于所述阵列涡流探头的钢丝绳断丝缺陷轴向与环向的准确定位。
本发明和现有技术相比，具有如下优点：
1、径向缠绕在半圆环形树脂骨架2上的激励线圈3可以感生出轴向涡流，从而通过非接触的方式清晰地检测出断丝缺陷，并准确判断缺陷位置。且相对于漏磁检测探头，该探头可以快速通过钢丝绳1并对其进行检测，检测效率高，尤其是对于长度很长的钢丝绳，其检测优势十分显著。
2、内置于半圆环形树脂骨架2上的长方体树脂骨架安装槽6中的长方体树脂骨架7上的检出线圈8不影响激励探头的正常工作，十分方便，检出效果良好。通过分析多个圆形阵列的检出线圈8中的检出电压信号，可推算出缺陷的环向位置，即本发明可实现针对钢丝绳断丝缺陷的阵列涡流检测，并可同时确定钢丝绳断丝缺陷的轴向和环向位置。
3、由于两个半圆环形树脂骨架2的连接方式为螺栓连接，因此装卸方便，便携性好，可针对钢丝绳进行在线检测。
附图说明
图1为本发明探头的结构示意图。
图2为本发明激励探头装置的结构示意图。
图3为本发明检出探头装置的结构示意图。
图4为本发明检出探头装置的装配示意图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，一种针对钢丝绳断丝缺陷检测的阵列涡流探头，包括激励探头装置和检出探头装置，激励探头装置由两个套在钢丝绳1外部的半圆环形树脂骨架2，缠绕在半圆环形树脂骨架2上的激励线圈3以及用于固定两个半圆环形树脂骨架2的螺栓5组成；检出探头装置由多个圆形阵列的长方体树脂骨架7和缠绕在长方体树脂骨架7上的矩形检出线圈8组成；所述绕线方式的激励线圈3可以在钢丝绳1中感生出轴向涡流，多个圆形阵列的检出线圈8可通过非接触的方式检测出钢丝绳1中存在的断丝缺陷，并可同时确定钢丝绳断丝缺陷的轴向和环向位置。
如图2所示，为本发明激励探头装置的结构示意图，所述激励探头装置由两个可以在钢丝绳1上移动的半圆环形树脂骨架2和激励线圈3以及木质的螺栓5构成，半圆环形树脂骨架2由树脂材料制成，激励线圈3为多层的漆包线缠绕在半圆环形树脂骨架2上，通入激励电流以产生激励信号，同时半圆环树形脂骨架2的内部有6个长方体树脂骨架安装槽6，用于长方体树脂骨架7的安装，并且半圆环形树脂骨架2两边有两个螺栓安装孔4，用于两个螺栓5的安装。
如图3所示，为本发明检出探头装置的结构示意图，所述检出探头装置由长方体树脂骨架7和检出线圈8构成，长方体树脂骨架7由树脂材料制成，检出线圈8为多层的漆包线缠绕在长方体树脂骨架7上，用于检测钢丝绳中的缺陷信号。
如图4所示，为本发明检出探头装置的装配示意图，所述6个圆形阵列的长方体树脂骨架7以及缠绕在长方体树脂骨架7上的检出线圈8分别安装在这6个长方体树脂骨架安装槽6中。
本发明的工作原理为：本发明是为了实现钢丝绳断丝缺陷位置的准确检测评估。
首先，激励线圈3中通入稳态的正弦激励电流，周围产生交变磁场，置于该交变磁场中的钢丝绳1中将感生出交变涡流场，断丝缺陷的存在会影响该涡流场分布，进而影响涡流场产生的次生磁场，最终导致置于其中的检出线圈8两端电压信号发生相应变化，因此，可以通过分析检出线圈8两端电压信号来确定断丝缺陷的相关信息。
其次，半圆环形树脂骨架2可在钢丝绳1上沿轴向移动进行轴向扫描，与此同时粘附在半圆环形树脂骨架2上的检出线圈8也会在钢丝绳1轴向保持同步运动；多个圆形阵列的检出线圈8实时捕捉当前轴向位置的检出电压信号，对每个通道的检出电压信号进行处理并与无缺陷钢丝绳检出电压信号进行比较，从而判断当前轴向位置是否存在缺陷；如果判定缺陷存在，那么该缺陷的轴向位置就由此确定，需要进一步定位该缺陷的环向位置；
最后，通过分析多通道检出线圈8的检出电压信号，推算出断丝缺陷的环向位置；通过以上方法即可实现基于所述阵列涡流探头的钢丝绳断丝缺陷轴向与环向的准确定位。

Claims (6)

1.一种针对钢丝绳断丝缺陷检测的阵列涡流探头，包括激励探头装置和检出探头装置，其特征在于：所述激励探头装置由两个套在钢丝绳(1)外部的半圆环形树脂骨架(2)，缠绕在半圆环形树脂骨架(2)上的激励线圈(3)以及用于固定两个半圆环形树脂骨架(2)的螺栓(5)组成；检出探头装置由多个圆形阵列的长方体树脂骨架(7)和缠绕在长方体树脂骨架(7)上的检出线圈(8)组成；所述半圆环形树脂骨架(2)上有与长方体树脂骨架(7)数量一致的圆形阵列的长方体树脂骨架安装槽(6)，所述长方体树脂骨架(7)以及缠绕在长方体树脂骨架(7)上的检出线圈(8)安装在长方体树脂骨架安装槽(6)内；所述半圆环形树脂骨架(2)上有与螺栓(5)数量一致的螺栓安装孔(4)，所述螺栓(5)安装在螺栓安装孔(4)内。
2.根据权利要求1所述的一种针对钢丝绳断丝缺陷检测的阵列涡流探头，其特征在于：所述长方体树脂骨架(7)的数量为6个，相应的，长方体树脂骨架安装槽(6)的数量也为6个；所述螺栓(5)的数量为2个，相应的，螺栓安装孔(4)的数量也为2个。
3.根据权利要求1所述的一种针对钢丝绳断丝缺陷检测的阵列涡流探头，其特征在于：所述长方体树脂骨架(7)以及缠绕在长方体树脂骨架(7)上的检出线圈(8)紧配合安装在长方体树脂骨架安装槽(6)内。
4.根据权利要求1所述的一种针对钢丝绳断丝缺陷检测的阵列涡流探头，其特征在于：所述半圆环形树脂骨架(2)由树脂材料制成，激励线圈(3)为多层的漆包线缠绕在半圆环形树脂骨架(2)上。
5.根据权利要求1所述的一种针对钢丝绳断丝缺陷检测的阵列涡流探头，其特征在于：所述长方体树脂骨架(7)由树脂材料制成，检出线圈(8)为多层的漆包线缠绕在长方体树脂骨架(7)上。
6.权利要求1至5任一项所述的针对钢丝绳断丝缺陷检测的阵列涡流探头进行缺陷检测的方法，其特征在于：
首先，激励线圈(3)中通入稳态的正弦激励电流，周围产生交变磁场，置于该交变磁场中的钢丝绳(1)中将感生出交变涡流场，断丝缺陷的存在会影响该涡流场分布，进而影响涡流场产生的次生磁场，最终导致置于其中的检出线圈(8两端电压信号发生相应变化，因此，通过分析检出线圈(8)两端电压信号来确定断丝缺陷的相关信息。
其次，半圆环形树脂骨架(2)能够在钢丝绳(1)上沿轴向移动进行轴向扫描，与此同时粘附在半圆环形树脂骨架(2)上的检出线圈(8)也会在钢丝绳(1)轴向保持同步运动；多个圆形阵列的检出线圈(8)实时捕捉当前轴向位置的检出电压信号，对每个通道的检出电压信号进行处理并与无缺陷钢丝绳检出电压信号进行比较，从而判断当前轴向位置是否存在缺陷；如果判定缺陷存在，那么该缺陷的轴向位置就由此确定，需要进一步定位该缺陷的环向位置；
最后，通过分析多通道检出线圈(8)的检出电压信号，即能够推算出缺陷的环向位置；通过以上方法即实现基于所述阵列涡流探头的钢丝绳断丝缺陷轴向与环向的准确定位。
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