CN110763755A - 一种可快速评估金属材料裂纹类缺陷方向的评定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可快速评估金属材料裂纹类缺陷方向的评定方法，采用一组正交线圈作为检测探头，利用自发自收分时检测方式对裂纹类缺陷进行缺陷检测和方向评定。涡流仪对检测探头获取的信号进行后处理，检测判定缺陷同时判定裂纹类缺陷方向，可在光滑表面或者具有一定粗糙度的工件表面对裂纹类缺陷实施检测，实现一次扫查即可实现检测路径上多个方向裂纹缺陷检测的目的，检测方便，检测效率高。
Description
技术领域
本发明属于无损检测技术领域，特别是涉及一种可快速评估金属材料裂纹类缺陷方向的评定方法。
背景技术
涡流检测技术是一种常用的无损检测手段，目前广泛应用于金属材料的近表面缺陷的检测以及评价，特别是非铁磁材料近表面缺陷的无损检测。材料在加工和使用过程中母材或者焊缝产生的裂纹类缺陷具有一定的随机性，常用的涡流传感器往往需要多次扫查才能判定缺陷的大致方位，具有一定的局限性，不利于检测效率的提高。正交涡流检测传感器采用两个正交布置的传感器实施检测，一般侧重于缺陷的检测却忽视了其在缺陷方向判定方面的特点。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种可快速评估金属材料裂纹类缺陷方向的评定方法，采用一组正交线圈作为检测探头，利用自发自收分时检测方式对裂纹类缺陷进行缺陷检测和方向评定。涡流仪对传感器获取的信号进行后处理，检测判定缺陷同时判定裂纹类缺陷方向，可在光滑表面或者具有一定粗糙度的工件表面对裂纹类缺陷实施检测，实现一次扫查即可实现检测路径上多个方向裂纹缺陷检测的目的，检测方便，检测效率高。
为至少解决上述技术问题之一，本发明采取的技术方案为：
一种可快速评估金属材料裂纹类缺陷方向的评定方法，采用正交线圈作为检测金属材料裂纹类缺陷方向的检测探头，所述检测探头的检测端设有与所述正交线圈位置对应的线型标线，所述评定方法包括以下步骤：
正交第一线圈和正交第二线圈分别将检测得到的涡流信号发送给涡流仪，所述涡流仪对所述涡流信号进行处理得到第一阻抗图和第二阻抗图，用于实时显示检测的涡流信号；
设定所述检测探头的检测信号幅值的阈值F0，所述阈值F0为在无缺陷的待检金属材料上进行检测时的涡流信号幅值的最大值；
将所述第一阻抗图和第二阻抗图中的涡流信号的最大幅值FANmax与所述阈值F0进行比较：当FANmax≤F0，则检测部位无缺陷；当FANmax＞F0，则检测部位存在缺陷，并且该缺陷方向与正交第N线圈对应的线型标线方向趋于一致，缺陷幅值在数据中体现为上述最大幅值FANmax，其中，FANmax＝{FA1max，FA2max}max，N＝1或2；FA1max表示第一阻抗图中的涡流信号的最大幅值，FA2max表示第二阻抗图中的涡流信号的最大幅值。
进一步的，所述第一阻抗图和第二阻抗图的X轴为涡流实部信号F实，Y轴为涡流虚部信号F虚，所述涡流信号的幅值
进一步的，所述正交线圈与涡流仪相连，所述涡流仪依次周期性地对正交线圈中的一个线圈进行激励和接收，在一个周期内仅有一个线圈进行检测。
进一步的，所述正交第一线圈和正交第二线圈为矩形或者跑道型，所述正交第一线圈和正交第二线圈具有相同参数且线圈匝数不小于50匝，线圈丝径不大于0.2mm。
进一步的，所述正交第一线圈和正交第二线圈的宽度为0.5mm-1.5mm，且其厚度与宽度相当。
进一步的，所述正交第一线圈和正交第二线圈均缠绕于正交型磁芯骨架上，所述正交型磁芯骨架的每两翼之间设有支架，用于固定正交线圈。
本发明的有益效果至少包括：本发明可以在检测判定缺陷同时判定裂纹类缺陷方向，可在光滑表面或者具有一定粗糙度的工件表面对裂纹类缺陷实施检测，实现一次扫查即可实现检测路径上多个方向裂纹缺陷检测的目的，检测方便，检测效率高。
附图说明
图1为本发明检测探头结构爆炸图。
图2为本发明正交线圈装配图。
图3为本发明检测探头的检测端结构示意图。
图4为缺陷检测时的结构示意图。
图5为本发明矩形正交线圈的结构示意图。
图6为本发明跑道型正交线圈的结构示意图。
其中，正交第一线圈1，正交第二线圈2，线型标线3，磁芯骨架4，支架5，壳体6，涡流仪7。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
根据本发明的实施例，图1为本发明检测探头结构爆炸图，图2为本发明正交线圈装配图，图3为本发明检测探头的检测端结构示意图，图4为缺陷检测时的结构示意图。参照图1-4所示，本发明所述一种可快速评估金属材料裂纹类缺陷方向的评定方法，采用一组正交线圈作为检测金属材料裂纹类缺陷方向的检测探头，该组正交线圈包括：呈正交分布的正交第一线圈和正交第二线圈，且所述检测探头的检测端设有与所述正交线圈位置对应的线型标线，在该检测端的底部也设有相应的正交型的线型标线，即分别对应正交第一线圈和正交第二线圈的位置。
本发明所述评定方法具体包括以下步骤：
所述正交第一线圈和正交第二线圈分别将检测得到的涡流信号通过信号传输线实时传输给涡流仪，所述涡流仪对所述涡流信号进行处理得到第一阻抗图和第二阻抗图，用于实时显示检测的涡流信号；其中，所述涡流仪对所述涡流信号进行处理的具体步骤为：所述涡流仪分别获得两个线圈中各自得到的涡流实部信号F实和涡流虚部信号F虚，具体包括：正交第一线圈的涡流实部信号F实1和涡流虚部信号F虚1、正交第二线圈的涡流实部信号F实2和涡流虚部信号F虚2，经涡流仪内部信号处理模块分别对两个线圈的涡流实部信号和涡流虚部信号进行处理，以涡流实部信号为X轴，以涡流虚部信号为Y轴合成阻抗图，分别得到所述正交第一线圈对应的第一阻抗图和正交第二线圈对应的第二阻抗图，所述涡流信号的幅值
设定所述检测探头的检测信号幅值的阈值F0，所述阈值F0为在无缺陷的待检金属材料上进行检测时的涡流信号幅值的最大值；
将所述第一阻抗图和第二阻抗图中的涡流信号的最大幅值FANmax与所述阈值F0进行比较：当FANmax≤F0，则检测部位无缺陷；当FANmax＞F0，则检测部位存在缺陷，并且该缺陷方向与正交第N线圈对应的线型标线方向趋于一致，其中，FANmax＝{FA1max，FA2max}max，N＝1或2；FA1max表示第一阻抗图中的涡流信号的最大幅值，FA2max表示第二阻抗图中的涡流信号的最大幅值。
可以理解的是，在实际裂纹缺陷检测中，由于检测部位出现的缺陷方向是随机的，因此，当该缺陷方向走势靠近哪个正交线圈对应的线型标线，即表示与该正交线圈对应的线型标线的方向趋于一致，缺陷幅值在数据中体现为上述最大幅值FANmax。
根据本发明的实施例，本发明采用一组正交布置的涡流检测线圈(第一线圈与第二线圈正交)，所述正交线圈均与涡流仪电连接但独立工作，具体理解为：涡流仪依次周期性地对两组正交线圈中的一个线圈进行激励和接收，所述构成正交传感器的单个线圈既为激励线圈同时也为接收线圈，一个周期内仅有一个线圈对检测部位实施检测。
根据本发明的实施例，图5为本发明矩形正交线圈的结构示意图，图6为本发明跑道型正交线圈的结构示意图。参照图5和6所示，本发明所述正交第一线圈和正交第二线圈为矩形或者跑道型，所述正交第一线圈和正交第二线圈具有相同参数且线圈匝数不小于50匝，线圈丝径不大于0.2mm。所述正交第一线圈和正交第二线圈的宽度为0.5mm-1.5mm，且其厚度与宽度相当。
根据本发明的实施例，参照图1和2所示，本发明所述正交第一线圈和正交第二线圈均缠绕于正交型磁芯骨架上，所述正交型磁芯骨架的每两翼之间设有1/4圆柱形支架，用于固定正交线圈，且设置于壳体内。
根据本发明的实施例，本发明所述正交型磁芯骨架优选为铁磁性材质，所述1/4圆柱形支架优选为塑料材质。
综上所述，本发明可以在检测判定缺陷同时判定裂纹类缺陷方向，可在光滑表面或者具有一定粗糙度的工件表面对裂纹类缺陷实施检测，实现一次扫查即可实现检测路径上多个方向裂纹缺陷检测的目的，检测方便，检测效率高。
Claims (6)
1.一种可快速评估金属材料裂纹类缺陷方向的评定方法，采用正交线圈作为检测金属材料裂纹类缺陷方向的检测探头，所述检测探头的检测端设有与所述正交线圈位置对应的线型标线，其特征在于，所述评定方法包括以下步骤：
正交第一线圈和正交第二线圈分别将检测得到的涡流信号发送给涡流仪，所述涡流仪对所述涡流信号进行处理得到第一阻抗图和第二阻抗图，用于实时显示检测的涡流信号；
设定所述检测探头的检测信号幅值的阈值F0，所述阈值F0为在无缺陷的待检金属材料上进行检测时的涡流信号幅值的最大值；
将所述第一阻抗图和第二阻抗图中的涡流信号的最大幅值FANmax与所述阈值F0进行比较：当FANmax≤F0，则检测部位无缺陷；当FANmax＞F0，则检测部位存在缺陷，并且该缺陷方向与正交第N线圈对应的线型标线方向趋于一致，缺陷幅值在数据中体现为上述最大幅值FANmax，其中，FANmax={FA1max，FA2max}max，N=1或2；FA1max表示第一阻抗图中的涡流信号的最大幅值，FA2max表示第二阻抗图中的涡流信号的最大幅值。
2.根据权利要求1所述的评定方法，其特征在于，所述第一阻抗图和第二阻抗图的X轴
为涡流实部信号F实，Y轴为涡流虚部信号F虚，所述涡流信号的幅值FA=。
3.根据权利要求1所述的评定方法，其特征在于，所述正交线圈与涡流仪相连，所述涡流仪依次周期性地对正交线圈中的一个线圈进行激励和接收，在一个周期内仅有一个线圈进行检测。
4.根据权利要求1所述的评定方法，其特征在于，所述正交第一线圈和正交第二线圈为矩形或者跑道型，所述正交第一线圈和正交第二线圈具有相同参数且线圈匝数不小于50匝，线圈丝径不大于0.2mm。
5.根据权利要求4所述的评定方法，其特征在于，所述正交第一线圈和正交第二线圈的宽度为0.5mm-1.5mm，且其厚度与宽度相当。
6.根据权利要求1所述的评定方法，其特征在于，所述正交第一线圈和正交第二线圈均缠绕于正交型磁芯骨架上，所述正交型磁芯骨架的每两翼之间设有支架，用于固定正交线圈。
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