CN109521086B - 增强型竖直涡流检测探头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增强型竖直涡流检测探头，它包括激励线圈和检测线圈，该激励线圈和检测线圈是沿平行于平面的轴绕制而成的线圈；还包括一导电外壳，该导电外壳可由一导电板两端对弯形成并在对弯的两端形成一开口，该导电外壳围绕检测线圈的周身设置且其开口的端面能与被测工件的表面电接触，该导电外壳与检测线圈相互绝缘。它具有如下优点：提高探头与被测工件的耦合度，提高测量灵敏度。

Description

增强型竖直涡流检测探头
技术领域
本发明涉及一种增强型竖直涡流检测探头。
背景技术
各类导电材料及产品在生产的过程中会产生裂纹、孔蚀等缺陷，这些缺陷不仅影响外观，更会降低材料的抗腐蚀性、耐磨性等。因此及时地诊断材料，是保证产品正常安全使用的重要措施。涡流检测是目前主流无损检测方法之一，且具有操作简便、结构简单的特点。
在平板材料的检测中，涡流探头中的线圈根据其轴线的位置，可分为平行线圈与竖直线圈。竖直线圈是沿平行于平面的轴绕制而成的线圈，其线圈正下方材料中感应涡流的方向与线圈底边电流流向相同。相比于平行线圈在被测材料中的涡流垂直于材料表面的分量更多，因此更利于探测缺陷深度，并且由于其正下方的涡流方向与线圈电流方向高度一致，因此可控性更强。
探头中竖直线圈产生的涡流的磁场，其磁感应线极少数穿过原线圈，这使得导电材料与原线圈之间的耦合程度不强，测量灵敏度低。现有解决方法是使用额外的线圈捕捉涡流产生的感应磁场，这无疑使得成本加大、检测电路结构更为复杂。
如图1所示，传统竖直线圈100放在被测工件板200上通以交流电时，根据法拉第电磁感应定律会产生磁场，下半部分磁场从空气进入被测工件板200上，再从被测工件板200进入空气，构成磁回路。这样变化的磁场会在被测工件板200上形成涡流。而涡流产生磁场的磁感应线大部分无法穿过竖直线圈100，这使得竖直线圈100与被测工件板200之间的耦合程度很小，故而使得互感很小，电压变化不明显。
发明内容
本发明提供了一种增强型竖直涡流检测探头，其克服了背景技术中所述的现有技术的不足。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
增强型竖直涡流检测探头，它包括激励线圈和检测线圈，该激励线圈和检测线圈是沿平行于平面的轴绕制而成的线圈；还包括一导电外壳，该导电外壳可由一导电板两端对弯形成并在对弯的两端形成一开口，该导电外壳围绕检测线圈的周身设置且其开口的端面能与被测工件的表面电接触，该导电外壳与检测线圈相互绝缘。
一实施例之中：该导电外壳紧密围绕在该检测线圈的周身，与检测线圈形成同轴共面关系。
一实施例之中：该导电外壳的开口的端面为光滑面且与被测工件的表面吻合。
一实施例之中：该导电外壳呈龙门状。
一实施例之中：该导电外壳呈拱门状。
一实施例之中：该激励线圈和检测线圈为同一线圈。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
本发明在原有的竖直型检测线圈的基础上增加了一个导电外壳，测量时导电外壳的开口端面与被测工件的表面接触，使被测工件中的涡流流入导电外壳，导电外壳与被测工件共同形成感应涡流流通回路，该回路在检测线圈外周身，该回路产生磁场的磁感应线大部分能穿过检测线圈，这大大增强了涡流检测探头与被测工件的耦合强度，提高测量灵敏度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为背景技术所述的竖直涡流检测探头测量时在被测工件上产生涡流的俯视图。
图2为增强型竖直涡流检测探头的结构示意图。
图3为增强型竖直涡流检测探头产生涡流时的主视图。
图4为增强型竖直涡流检测探头与外部电路的连接图。
具体实施方式
请查阅图1至图4，增强型竖直涡流检测探头，它包括激励线圈和检测线圈10和导电外壳20，该激励线圈和检测线圈10是沿平行于平面的轴绕制而成的线圈，该导电外壳20可由一导电板两端对弯形成并在对弯的两端形成一开口，该导电外壳20围绕检测线圈10的周身设置且其开口的端面能与被测工件30的表面电接触，该导电外壳20与检测线圈10相互绝缘。
为了能最大限度地提高耦合率，该导电外壳20紧密围绕在该检测线圈10的周身，与检测线圈10形成同轴共面关系。
该导电外壳20的开口的端面为光滑面且能与被测工件30的表面吻合，使导电外壳20与被测工件30良好接触。
一较佳实施方式中，该导电外壳20呈龙门状或拱门状，但不限于这两种形状，只要该导电外壳20能与被测工件30形成涡流的回路即可。
涡流检测探头中产生磁场的激励线圈和用于检测涡流磁场的检测线圈可以是同一线圈，也可以是分开独立的两个线圈，本发明所述技术方案尤其适用于激励线圈和检测线圈为同一线圈的涡流探头中。
一较佳实施方式中，当需要测量时，该检测线圈10连接外围电路，该外围电路包括供电电源41和构成桥式连接的固定阻抗42、可调阻抗43、检测线圈10和参考线圈44(该参考线圈是与本案探头具有相同结构的另一探头中的检测线圈)，该检测线圈10和参考线圈20分别电连接在相邻桥臂上，通过调节可调阻抗43使得电桥平衡，在被测工件无缺陷状态下，输出电压U0应为0，在被测工件有缺陷的情况下，检测线圈位于缺陷位置，参考线圈始终处于无缺陷位置，检测线圈和参考线圈的阻抗不同使电桥失衡，输出检测电压。其中，参考线圈44还可采用可调阻抗代替。
本发明在原有的竖直型检测线圈的基础上增加了一个导电外壳20，测量时导电外壳20的开口端面与被测工件30的表面接触，使被测工件30中的涡流流入导电外壳20，导电外壳20与被测工件30共同形成感应涡流流通回路，该回路在检测线圈10外周身，该回路产生磁场的磁感应线大部分能穿过检测线圈10，这大大增强了涡流检测探头与被测工件30的耦合强度，提高测量灵敏度。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (6)

1.增强型竖直涡流检测探头，包括激励线圈和检测线圈，该激励线圈和检测线圈是沿平行于平面的轴绕制而成的线圈；其特征在于：还包括一导电外壳，该导电外壳由一导电板两端对弯形成并在对弯的两端形成一开口，该导电外壳围绕检测线圈的周身设置且其开口的端面能与被测工件的表面电接触，该导电外壳与检测线圈相互绝缘。
2.根据权利要求1所述的增强型竖直涡流检测探头，其特征在于：该导电外壳紧密围绕在该检测线圈的周身，与检测线圈形成同轴共面关系。
3.根据权利要求1所述的增强型竖直涡流检测探头，其特征在于：该导电外壳的开口的端面为光滑面且与被测工件的表面吻合。
4.根据权利要求1所述的增强型竖直涡流检测探头，其特征在于：该导电外壳呈龙门状。
5.根据权利要求1所述的增强型竖直涡流检测探头，其特征在于：该导电外壳呈拱门状。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的增强型竖直涡流检测探头，其特征在于：该激励线圈和检测线圈为同一线圈。
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