CN110045010A - 相位差分低频电磁无损检测小车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了相位差分低频电磁无损检测小车，其特征在于由磁化装置、低频电磁检测模块、驱动模块、支撑结构、滚轮、电源模块、液晶显示系统和微处理器组成，其特征在于：磁化装置放置在支撑结构内部且用绝缘材料加以固定，低频电磁检测模块放置于支撑结构底部，驱动模块与滚轮相连，滚轮位于支撑结构两端，电源模块、液晶显示系统以及微处理器位于支撑结构外部且整合在一起，本发明具有操作简单、方便携带、灵敏度高的特点，可以应用测量铁磁性材料的内部缺陷，并通过相位差算法来增加探伤深度和检测灵敏度。
Description
技术领域
本发明提供了相位差分低频电磁无损检测小车，属于电磁检测技术领域。
背景技术
铁磁性材料是生产生活中一种常用的材料，特别大量的应用于制造承压类设备，但承压类设备往往不可避免地会在内外壁形成各类缺陷。现有的对铁磁性金属材料的检测方法如射线检测、超声检测等在现场检测适应性、检测成本、设备便携性等方面都有各自的缺点，比如：需要和被检试件进行很好地表面耦合，以便超声波能够在检测器和被检试件之间传播；一般都是针对特定点的探测，不能进行大面积区域的探测，检测效率低下等。因此发展一种能够快速进行大面积检测并且适合于在线检测的检测方法显得尤为重要。
低频电磁检测是一种常用的无损检测的方法，不用与被检工件的表面接触，对腐蚀性损伤有较高的探测灵敏度。电磁检测技术是从1950开始，激励频率通常为1KHz-500KHz，受到趋肤效应的影响，检测的穿透深度被大大限制，因此其常用于金属表面和近表面检测。低频电磁通过降低频率克服趋肤效应的影响，有效提高检测深度30倍以上。
基于上述背景，研发一种能对表面要求不高，最好能有一定提离的快捷、轻便，灵敏度相对较高的无损检测方法是当前研究的重点，有利于更好地防止特种设备的失效。
发明内容
本发明的目的在于提供相位差分低频电磁无损检测小车。本发明具有便于携带，结构简单，探伤深度深、敏感度高，可以应用于测量铁磁性材料的缺陷存在情况。
本发明通过以下技术方案实现：由磁化装置(1)、低频电磁检测模块(2)、驱动模块(3)、支撑结构(4)、滚轮(5)、电源模块(6)、液晶显示系统(7)和微处理器(8)组成，其特征在于：磁化装置(1)放置在支撑结构(4)内部且用绝缘材料加以固定，低频电磁检测模块(2)放置于支撑结构(4)底部，驱动模块(3)与滚轮(5)相连，滚轮(5)位于支撑结构(4)两端，电源模块(6)、液晶显示系统(7)以及微处理器(8)位于支撑结构(4)外部且整合在一起；其中磁化装置(1)包括激励信号发生器(101)、信号放大器(102)、磁轭(103)、激励线圈(104)，所述的激励信号发生器(101)产生的激励信号为正弦信号，频率范围为1-1000Hz，幅值为1-3V，经由信号放大器(102)进行功率放大后施加到激励线圈(104)上，激励线圈(104)缠绕在材料为铁基纳米晶的磁轭(103)上会产生磁场以磁化被检试件，缺陷处磁场会发生漏磁现象，低频电磁检测模块(2)位于磁轭(103)的正下方用来拾取被测试件的漏磁场；低频电磁检测模块(2)由磁屏蔽层结构(201)、霍尔元件阵列(202)以及信号调理模块(203)组成，所述的磁屏蔽层结构(201)由坡莫合金材料制成拱形位于霍尔元件阵列(202)正上方，用来减弱漏磁信号的背景噪声，霍尔元件阵列(202)和信号调理模块(203)相连，霍尔元件阵列(202)中的不同霍尔元件拾取到的漏磁场信号所包含的缺陷信息中含有相位差，将采集到的漏磁场信号经由信号调理模块(203)进行初步信号处理后交由微处理器(8)进行互相关算法处理后在液晶显示系统(7)上显示出缺陷信息。
本发明的工作原理是：激励线圈在较低频率(一般为1Hz-1000Hz)下激发产生一个交变电磁场将被检试件进行磁化。被检试件获得磁性后，如果没有损伤，磁力线均匀分布于工件中且磁场没有泄露，此时漏磁通约为零。当有损伤时，如上述分析，试件缺陷部分磁导率变小，致使磁通量不能均匀分布，而磁场不能全部通过该部分，此时磁场有三条路径，一是从缺陷的凹陷处穿透，二是仍从工件中穿透，剩余的磁场则从工件外通过，泄露出去，成为漏磁场。漏磁场的特征参量，如幅值和相位等，会反映缺陷的信息。所以，通过探测漏磁信号，便可以得到缺陷的典型信息。
本发明的有益效果是：无需永磁激励，减轻了设备重量和操作强度，便于携带，。能够识别位于被检试件内部的缺陷，提高了探伤深度和检测灵敏度，并且对被检表面要求低。
附图说明
图1是相位差分低频电磁无损检测小车整体图；
图2是相位差分低频电磁无损检测小车底面图；
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
参见附图1和附图2，相位差分低频电磁无损检测小车由磁化装置(1)、低频电磁检测模块(2)、驱动模块(3)、支撑结构(4)、滚轮(5)、电源模块(6)、液晶显示系统(7)和微处理器(8)组成，其特征在于：磁化装置(1)放置在支撑结构(4)内部且用绝缘材料加以固定，低频电磁检测模块(2)放置于支撑结构(4)底部，驱动模块(3)与滚轮(5)相连，滚轮(5)位于支撑结构(4)两端，电源模块(6)、液晶显示系统(7)以及微处理器(8)位于支撑结构(4)外部且整合在一起。
磁化装置(1)包括激励信号发生器(101)、信号放大器(102)、磁轭(103)、激励线圈(104)，所述的激励信号发生器(101)产生的激励信号为正弦信号，频率范围为1-1000Hz，幅值为1-3V，经由信号放大器(102)进行功率放大后施加到激励线圈(104)上。激励线圈(104)缠绕在材料为铁基纳米晶的磁轭(103)上会产生磁场以磁化被检试件，缺陷处磁场会发生漏磁现象，低频电磁检测模块(2)位于磁轭(103)的正下方用来拾取被测试件的漏磁场。激励线圈(104)采用铜质漆包线，其线径为0.5mm，每边缠绕匝数为450匝。磁轭(103)的形状的C型，内径弧度为270的，内径为55mm，外径为62.5mm，厚度为60mm。
低频电磁检测模块(2)由磁屏蔽层结构(201)、霍尔元件阵列(202)以及信号调理模块(203)组成，所述的磁屏蔽层结构(201)由坡莫合金材料制成拱形位于霍尔元件阵列(202)正上方，用来减弱漏磁信号的背景噪声，霍尔元件阵列(202)和信号调理模块(203)相连，霍尔元件阵列(202)中的不同霍尔元件拾取到的漏磁场信号所包含的缺陷信息中含有相位差，将采集到的漏磁场信号经由信号调理模块(203)进行初步信号处理后交由微处理器(8)进行互相关算法处理后在液晶显示系统(7)上显示出缺陷信息。
Claims (1)
1.相位差分低频电磁无损检测小车由磁化装置（1）、低频电磁检测模块（2）、驱动模块（3）、支撑结构（4）、滚轮（5）、电源模块（6）、液晶显示系统（7）和微处理器（8）组成，其特征在于：磁化装置（1）放置在支撑结构（4）内部且用绝缘材料加以固定，低频电磁检测模块（2）放置于支撑结构（4）底部，驱动模块（3）与滚轮（5）相连，滚轮（5）位于支撑结构（4）两端，电源模块（6）、液晶显示系统（7）以及微处理器（8）位于支撑结构（4）外部且整合在一起；其中磁化装置（1）包括激励信号发生器（101）、信号放大器（102）、磁轭（103）、激励线圈（104），所述的激励信号发生器（101）产生的激励信号为正弦信号，频率范围为1-1000Hz，幅值为1-3V，经由信号放大器（102）进行功率放大后施加到激励线圈（104）上，激励线圈（104）缠绕在材料为铁基纳米晶的磁轭（103）上会产生磁场以磁化被检试件，缺陷处磁场会发生漏磁现象，低频电磁检测模块（2）位于磁轭（103）的正下方用来拾取被测试件的漏磁场；低频电磁检测模块（2）由磁屏蔽层结构（201）、霍尔元件阵列（202）以及信号调理模块（203）组成，所述的磁屏蔽层结构（201）由坡莫合金材料制成拱形位于霍尔元件阵列（202）正上方，用来减弱漏磁信号的背景噪声，霍尔元件阵列（202）和信号调理模块（203）相连，霍尔元件阵列（202）中的不同霍尔元件拾取到的漏磁场信号所包含的缺陷信息中含有相位差，将采集到的漏磁场信号经由信号调理模块（203）进行初步信号处理后交由微处理器（8）进行互相关算法处理后在液晶显示系统（7）上显示出缺陷信息。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111351834A (zh) * | 2020-03-18 | 2020-06-30 | 南京理工大学 | 一种基于漏磁的智能检测装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106124612A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-16 | 中国计量大学 | 一种基于低频电磁的便携式铁磁材料缺陷检测装置 |
| CN109358110A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-02-19 | 中国计量大学 | 一种用于钢板内部缺陷成像的阵列式电磁多维度检测系统 |
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2019
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| CN106124612A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-16 | 中国计量大学 | 一种基于低频电磁的便携式铁磁材料缺陷检测装置 |
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