CN109946372A - 一种钢材表面探伤用涡流探头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢材表面探伤用涡流探头，包括检测线圈、激励线圈、接线柱、插座、探头壳体，激励线圈与检测线圈固定在探头壳体内，激励线圈水平设置，检测线圈垂直设置在激励线圈上方，检测线圈为两个以上，检测线圈沿激励线圈的中心轴轴向均布，检测线圈缠绕在多棱柱结构上，检测线圈相互间串联，检测线圈、激励线圈分别引出两根信号线，信号线与接线柱连接，接线柱固定在插座内。优点是：可检测钢轨轨底表面0～90°的各方向缺陷。经过涡流样轨30次动态测试，所有纵向和横向人工缺陷漏报警率为零，误报率≤3％。

Description

一种钢材表面探伤用涡流探头

技术领域

本发明属于钢轨轨底检测领域，尤其涉及一种钢材表面探伤用涡流探头。

背景技术

EN13674.4-2006(欧标)和TB/T2344-2012(铁标)规定应对钢轨全长轨底面进行自动检测，检测灵敏度为：人工矩形槽：宽0.5mm，深1mm，长20mm和人工矩形槽宽0.5mm，深1.5mm，长10mm。国内钢轨厂轨底质量检查均采用人工镜面方式，闭口缺陷无法检出，同时检查人员肉眼疲劳易造成漏检。国内外各钢轨厂涡流探伤设备检测轨底表面缺陷均靠高速旋转圆盘式探头来实现，检测过程中探头与被检测面间提离间隙不稳定，误报警率和漏报警率高，检检测准确率低，造成国内攀钢、包钢、武钢、邯钢和鞍钢的进口涡流探伤设备无法指导实际生产检测。现有的涡流检测技术仅能实现涡流探头垂直扫查缺陷时，缺陷反馈的信号幅值能被仪器有效接收，并提取出有用的缺陷信息。如果缺陷与探头扫查方向成一定角度甚至平行，缺陷将无法被检出。同时现有涡流探头对提离间隙反应敏感，提离间隙大于极限值漏检，小于极限值易产生误报警，影响检测的准确率。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种钢材表面探伤用涡流探头，能够检测钢轨轨底表面0～90°的各方向缺陷，解决检测准确率低和不同方向缺陷反馈检测信号相差大，造成缺陷漏检的问题。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种钢材表面探伤用涡流探头，包括检测线圈、激励线圈、接线柱、插座、探头壳体，激励线圈与检测线圈固定在探头壳体内，激励线圈水平设置，检测线圈垂直设置在激励线圈上方，检测线圈为两个以上，检测线圈沿激励线圈的中心轴轴向均布，检测线圈缠绕在多棱柱结构上，检测线圈相互间串联，检测线圈、激励线圈分别引出两根信号线，信号线与接线柱连接，接线柱固定在插座内。

所述的激励线圈为圆环形。

所述涡流探头成排布置，排与排之间的探头交错布置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

钢材表面探伤用涡流探头可检测钢轨轨底表面0～90°的各方向缺陷。经过涡流样轨30次动态测试，所有纵向和横向人工缺陷漏报警率为零，误报率≤3％。同时对0.5×1.5×10mm(B×H×L)和0.5×1.0×20mm(B×H×L)的人工缺陷用多向敏感涡流探头进行0～90°各角度扫查，检测验证本发明的钢轨轨底多向敏感涡流探头可有效检出不同方向的缺陷，而且0～90°各角度缺陷回波信号幅值波动≤3dB。实际生产检测中多向敏感阵列涡流探头布于轨底宽度区域，可有效检出钢轨轨底表面各方向的实际冶金和轧制产生的各类缺陷。

附图说明

图1是钢材表面探伤用涡流探头的结构示意图。

图2是钢材表面探伤用涡流探头的布置图。

图3是钢材表面探伤用涡流探头的工作状态图。

图4是标定样轨轨底示意图。

图中：1-检测线圈A 2-检测线圈B 3-检测线圈C 4-激励线圈 5-探头壳体 6-接线柱 7-插座 8-矩形槽 9-壳体 10-钢轨 11-轨底。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

见图1-图3，一种钢材表面探伤用涡流探头，包括检测线圈、激励线圈4、接线柱6、插座7、探头壳体5，激励线圈4与检测线圈固定在探头壳体5内，激励线圈4水平设置，检测线圈垂直设置在激励线圈4上方，检测线圈为2～N个，检测线圈沿激励线圈4的中心轴轴向均布，检测线圈相互间串联，检测线圈、激励线圈4分别引出两根信号线，信号线与接线柱6连接，接线柱6固定在插座7内。

其中，激励线圈4为圆环形。检测线圈和激励线圈4均由铜线缠绕，2-N个检测线圈缠绕的中间是磁芯。该探头可成排布置，多排探头固定在壳体9内，排与排之间的探头交错布置。

实施例

见图1，钢材表面探伤用涡流探头，包括检测线圈、激励线圈4、接线柱6、插座7、探头壳体5，2～N个检测线圈沿轴向等分依次垂直绕线放置，1个激励线圈4水平绕制并水平放置，2～N个检测线圈垂直于激励线圈4布置于探头壳体5内。插座7固定在探头壳体5，检测线圈和激励线圈4分别各引出两根信号线，信号线与固定在插座7内的四个接线柱6相连接。涡流探伤仪激励信号通过圆环形水平激励线圈4在钢轨10轨底11表面和近表面产生多方向复杂变换的电磁场，当轨底11表面0～90°的各方向缺陷经过涡流探头布置区域时，引起涡流变化，涡流变化引起空间电磁场变化，电磁场变化信号被2～N个垂直检测线圈中某个检测线圈检测到最大变化信号，检测到的最大变化信号传送到多频分析涡流探伤仪，仪器显示出缺陷反馈最大信号。图1中为3个检测线圈，均缠绕在六棱柱结构上，分别为检测线圈A1、检测线圈B2、检测线圈C3。

见图2、图3，将8个钢材表面探伤用涡流探头按顺序固定在壳体9内，即1#～8#探头成排固定在壳体9内，将1#～8#探头分成1#～3#，4#～5#，6#～8#三组，三组交错布置组成涡流阵列，1#～3#，4#～5#，6#～8#三组之间隔离开，防止探头间信号干扰，他们共同布置于壳体9内，1#～8#多向敏感钢轨10轨底11涡流探头共同组成阵列涡流有效检测范围为165mm宽的无间隙检测有效区域。

见图4，在12米长的涡流标定样轨轨底11刻制20mm和10mm长度4个人工矩形槽8，作为人工缺陷，分别为2个横向人工缺陷(轨底11中心，人工缺陷间距500mm)，人工矩形槽8具体尺寸分别为0.5×1.0×20mm和0.5×1.5×10mm。(B×H×L)2个纵向人工缺陷(轨底11中心，人工缺陷间距500mm)，人工矩形槽8具体尺寸为0.5×1.0×20mm(B×H×L)，0.5×1.5×10mm(B×H×L)。用多向敏感涡流探头对以上人工缺陷进行0°、30°、45°、60°、80°方向扫查，所有人工缺陷涡流检测回波波动≤3dB，同时进行实际生产验证，检测冶金和轧制产生的自然缺陷，检测准确率≥97％。采用本装置后，该探头的提离间隙能够控制在1.5～3.5mm内，配合随动检测装置可增强检测的准确性。

Claims (3)

1.一种钢材表面探伤用涡流探头，其特征在于，包括检测线圈、激励线圈、接线柱、插座、探头壳体，激励线圈与检测线圈固定在探头壳体内，激励线圈水平设置，检测线圈垂直设置在激励线圈上方，检测线圈为两个以上，检测线圈沿激励线圈的中心轴轴向均布，检测线圈缠绕在多棱柱结构上，检测线圈相互间串联，检测线圈、激励线圈分别引出两根信号线，信号线与接线柱连接，接线柱固定在插座内。

2.根据权利要求1所述的一种钢材表面探伤用涡流探头，其特征在于，所述的激励线圈为圆环形。

3.根据权利要求1所述的一种钢材表面探伤用涡流探头，其特征在于，所述涡流探头成排布置，排与排之间的探头交错布置。