CN112229903A - 一种传热管用涡流阵列探头 - Google Patents
一种传热管用涡流阵列探头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112229903A CN112229903A CN202010356532.4A CN202010356532A CN112229903A CN 112229903 A CN112229903 A CN 112229903A CN 202010356532 A CN202010356532 A CN 202010356532A CN 112229903 A CN112229903 A CN 112229903A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- excitation part
- array probe
- circumferential
- heat transfer
- axial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 69
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 16
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 5
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
- G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
- G01N27/9006—Details, e.g. in the structure or functioning of sensors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
- G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
- G01N27/904—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents with two or more sensors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
本发明涉及无损检测领域，具体涉及一种传热管用涡流阵列探头。本发明包括旋转激励部分包括旋转马达，轴向激励部分，周向激励部分，主轴，轴向半回型硅钢，周向半回型硅钢，轴向激励部分与主轴一体成型，周向激励部分上开有孔洞，旋转马达固定连接主轴，主轴穿过孔洞固定连接周向激励部分；从阵列探头信号接收器上开信号接收定位孔，旋转激励部分上开激励部分定位孔，阵列探头信号接收器和旋转激励部分通过沉头螺钉固定安装。本发明针对常规涡流阵列探头的点式线圈激励点式线圈接收的问题，旨在解决提高激励线圈的激励磁场强度，进而提高检测线圈的缺陷检测灵敏度。
Description
技术领域
本发明涉及无损检测领域，具体涉及一种传热管用涡流阵列探头。
背景技术
热交换器是各行业热转换系统的重要组成部分，而传热管是热交换器的热传导媒介和压力边界，它的完整性是影响热交换器正常运行的关键。但在传热管制造和使用的过程中，由于管材材质、设计结构、加工工艺以及运行工况的差异，往往会产生各种类型的缺陷。
热交换器传热管无损检测一般使用的是涡流检查方法。其中以轴绕式线圈探头的使用最为广泛，轴绕式线圈采用的是自发自收式技术(线圈激励电磁场，并接收被检对象反馈的电磁场)，轴绕式探头对传热管内外壁轴向线性缺陷及圆形缺陷均有很高的灵敏度，能够及时准确地发现上述缺陷并进行定量。但是对于小而窄的周向缺陷，因其方向与轴绕式线圈激励的电磁场方向平行，故轴绕式探头度很难将其发现。同时，在支撑板和管板区，尤其是后者，结构信号复杂，存在胀管以及管板等多重结构信号，使得电磁感应在此区域出现“畸变”，如缺陷在这一区域出现，容易漏检，从而出现检测“盲区”。针对这一情况，国内外在蒸发器涡流检测中开始使用新技术，即涡流旋转探头技术(小的轴绕式线圈通过机械旋转实现检查的目的)和阵列探头技术。但是旋转探头的检查速度是制约其广泛应用的瓶颈，而阵列探头既有涡流轴绕式探头的检测效率，又有旋转探头的缺陷定性能力。
现阶段运用于工程实际的涡流阵列探头，采用的是收发式技术(一个线圈激励电磁场，另外一个或多个线圈接收被检对象反馈的电磁场)，在探头主体的周向方向上放置两排或三排的小扁平线圈组，每排之间间隔一段距离，每排线圈之间是交叉排列，通过多路复用技术，分时激励和接收涡流信号，达到电磁场旋转的目的，用于涡流检查。上述探头在实际的应用过程中，能保证检测效率和灵敏度，但是也存在问题，即激励源的强度不够，对于有些缺陷的检测灵敏度不高，因此针对这个问题，需要寻求新的解决方案。
发明内容
1、目的：
针对常规涡流阵列探头的点式线圈激励点式线圈接收的问题，旨在解决提高激励线圈的激励磁场强度，进而提高检测线圈的缺陷检测灵敏度。
2、技术方案：
一种传热管用涡流阵列探头，旋转激励部分包括旋转马达，轴向激励部分，周向激励部分，主轴，轴向半回型硅钢，周向半回型硅钢，轴向激励部分与主轴一体成型，周向激励部分上开有孔洞，旋转马达固定连接主轴，主轴穿过孔洞固定连接周向激励部分；从阵列探头信号接收器上开信号接收定位孔，旋转激励部分上开激励部分定位孔，阵列探头信号接收器和旋转激励部分通过沉头螺钉固定安装。
所述的轴向半回型硅钢上绕制有直径为0.5mm～1mm铜质漆包线，形成轴向激励部分。
周向半回型硅钢上绕制有直径为0.5mm～1mm铜质漆包线，形成周向激励部分。
信号接收定位孔在阵列探头信号接收器上沿周向加工3个，并呈120度均匀分布，信号接收定位孔为通透型。
激励部分定位孔在旋转激励部分上沿周向加工3个，并呈120度均匀分布，激励部分定位孔为盲孔。
阵列探头信号接收器骨架采用的是非导电导磁的硬质材料，放置线径在 0.03mm～0.1mm铜质漆包线直径在Φ1mm～Φ3mm点式线圈的安装槽。
阵列探头信号接收器为圆柱形，一端周向方向上放置两排或三排的小扁平线圈组。
轴向半回型硅钢和周向半回型硅钢互相垂直。
3、效果：
本发明通过旋转马达带动沿着两个方向垂直放置激励模块实现管材轴向和周向磁场激励，并在其上的外围轮廓的骨架上放置相应的检测线圈，通过时序的设计进而实现对于轴向缺陷和周向缺陷的检测。由于采用的是硅钢片绕制线圈的模式，在此过程中对比原有的点式线圈激励，其磁场强度有较大的提高，因此针对在一定深度的缺陷，此种模式下的检测能力有较为显著的提高。
附图说明
图1阵列探头信号接收部分
图2阵列探头旋转激励部分
图3信号接收部分定位孔
图4信号激励部分定位孔
图5两套结构组合安装的剖视图
图6旋转激励部分结构图
图7加工安装孔的硅钢片结构图
图8探头检查的实施方法示意图
图中：1.阵列探头信号接收器，2.旋转激励部分，3.信号接收定位孔，4.激励部分定位孔，21.旋转马达，22.轴向激励部分，23.周向激励部分，24.主轴，25.轴向半回型硅钢，26.周向半回型硅钢。
具体实施方式
如图1所示，为该种探头的结构，将阵列探头信号接收器1和旋转激励部分2完全的分离开。阵列探头信号接收器1骨架采用的是非导电导磁的硬质材料，其上加工可以放置线径在0.03mm～0.1mm铜质漆包线直径在Φ1mm～Φ3mm 点式线圈的安装槽。线圈的接收部分，该部分与常规的阵列探头的排布一致采用交错排布的点式线圈；旋转激励部分2是通过马达长轴带动分别轴向激励部分22和周向激励部分23两部分激励模块旋转，进而产生覆盖检测区域整个轴向和周向的均匀磁场；
如图2所示，阵列探头信号接收器1和旋转激励部分2采用沉头的螺钉通过信号接收信号接收定位孔3和激励部分定位孔4将两部分整合，信号接收定位孔3和激励部分定位孔4在信号接收部分和激励部分均沿周向加工3个，并呈120度均匀分布；信号接收定位孔3加工为通透型，而激励部分定位孔4则于旋转激励部分2上加工一定深度，以配合沉头螺钉的固定。
如图3所示，为两部分的组合安装图；
如图4，图6，图7所示，为旋转激励部分2的局部示意图，旋转马达21 通过主轴24将轴向激励部分22和周向激励部分23两方向放置模块串接固定，并通过机械旋转产生轴向均匀磁化场和周向均匀磁化场，其中直径为0.5mm～ 1mm铜质漆包线于轴向半回型硅钢25上绕制成轴向激励部分22；同理，直径为 0.5mm～1mm铜质漆包线于周向半回型硅钢26上绕制成周向激励部分23；此过程中，轴向磁化的硅钢块与连接轴属于一体加工成型的，周向激励模块是通过前一部分一体成型的外延支杆穿过钻有孔洞的硅钢块与轴向激励模块进行连接的。
如图5，图8所示，为探头检查实施的方式。探头在回拉过程中，绕制于硅钢块上的漆包线绕组通有正弦交流电，然后开启旋转马达使激励部分开始旋转，并在检测管材表面产生轴向和周向的均匀的磁场。当产生的轴向均匀场被周向缺陷切割磁力线，进而发生磁场的畸变，所产生的畸变场被左侧第一排的线圈拾取，进而实现周向缺陷的检出；同理，当产生的周向均匀场被轴向缺陷切割磁力线，进而发生磁场的畸变，所产生的畸变场被右侧侧第一排的线圈拾取，进而实现轴向缺陷的检出。
Claims (8)
1.一种传热管用涡流阵列探头，其特征在于：旋转激励部分(2)包括旋转马达(21)，轴向激励部分(22)，周向激励部分(23)，主轴(24)，轴向半回型硅钢(25)，周向半回型硅钢(26)，轴向激励部分(22)与主轴(24)一体成型，周向激励部分(23)上开有孔洞，旋转马达(21)固定连接主轴(24)，主轴(24)穿过孔洞固定连接周向激励部分(23)；从阵列探头信号接收器(1)上开信号接收定位孔(3)，旋转激励部分(2)上开激励部分定位孔(4)，阵列探头信号接收器(1)和旋转激励部分(2)通过沉头螺钉固定安装。
2.根据权利要求1所述的一种传热管用涡流阵列探头，其特征在于：所述的轴向半回型硅钢(25)上绕制有直径为0.5mm～1mm铜质漆包线，形成轴向激励部分(22)。
3.根据权利要求1所述的一种传热管用涡流阵列探头，其特征在于：所述的周向半回型硅钢(26)上绕制有直径为0.5mm～1mm铜质漆包线，形成周向激励部分(22)。
4.根据权利要求1所述的一种传热管用涡流阵列探头，其特征在于：所述的信号接收定位孔(3)在阵列探头信号接收器(1)上沿周向加工3个，并呈120度均匀分布，信号接收定位孔(3)为通透型。
5.根据权利要求1所述的一种传热管用涡流阵列探头，其特征在于：所述的激励部分定位孔(4)在旋转激励部分(2)上沿周向加工3个，并呈120度均匀分布，激励部分定位孔(4)为盲孔。
6.根据权利要求1所述的一种传热管用涡流阵列探头，其特征在于：所述的阵列探头信号接收器(1)骨架采用的是非导电导磁的硬质材料，放置线径在0.03mm～0.1mm铜质漆包线直径在Φ1mm～Φ3mm点式线圈的安装槽。
7.根据权利要求1所述的一种传热管用涡流阵列探头，其特征在于：所述的阵列探头信号接收器(1)为圆柱形，一端周向方向上放置两排或三排的小扁平线圈组。
8.根据权利要求1所述的一种传热管用涡流阵列探头，其特征在于：所述的轴向半回型硅钢(25)和周向半回型硅钢(26)互相垂直。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010356532.4A CN112229903A (zh) | 2020-04-29 | 2020-04-29 | 一种传热管用涡流阵列探头 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010356532.4A CN112229903A (zh) | 2020-04-29 | 2020-04-29 | 一种传热管用涡流阵列探头 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112229903A true CN112229903A (zh) | 2021-01-15 |
Family
ID=74111316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010356532.4A Pending CN112229903A (zh) | 2020-04-29 | 2020-04-29 | 一种传热管用涡流阵列探头 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112229903A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114062486A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-18 | 中广核检测技术有限公司 | 一种用于核电站指套管涡流检测的传感器 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN205353002U (zh) * | 2015-10-30 | 2016-06-29 | 湘潭大学 | 一种基于远场涡流的管道弯头检测装置 |
| CN105806934A (zh) * | 2014-12-30 | 2016-07-27 | 中核武汉核电运行技术股份有限公司 | 一种涡流多路复用阵列探头 |
| CN106770636A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-05-31 | 西安交通大学 | 一种针对管道缺陷检测的磁力传动式阵列涡流探头及方法 |
| WO2018128225A1 (ko) * | 2017-01-03 | 2018-07-12 | 한국수력원자력 주식회사 | 송수신부가 절연된 배열 와전류 탐촉자 및 이를 이용한 와전류 탐상 검사 방법 |
| CN209102667U (zh) * | 2018-07-24 | 2019-07-12 | 湘潭大学 | 一种基于远场涡流的便携式管道检测装置 |
| CN210155076U (zh) * | 2018-12-24 | 2020-03-17 | 核动力运行研究所 | 轴绕线圈激励点式线圈接收的涡流阵列探头 |
| CN212646574U (zh) * | 2020-04-29 | 2021-03-02 | 核动力运行研究所 | 一种传热管用涡流阵列探头 |
-
2020
- 2020-04-29 CN CN202010356532.4A patent/CN112229903A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105806934A (zh) * | 2014-12-30 | 2016-07-27 | 中核武汉核电运行技术股份有限公司 | 一种涡流多路复用阵列探头 |
| CN205353002U (zh) * | 2015-10-30 | 2016-06-29 | 湘潭大学 | 一种基于远场涡流的管道弯头检测装置 |
| WO2018128225A1 (ko) * | 2017-01-03 | 2018-07-12 | 한국수력원자력 주식회사 | 송수신부가 절연된 배열 와전류 탐촉자 및 이를 이용한 와전류 탐상 검사 방법 |
| CN106770636A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-05-31 | 西安交通大学 | 一种针对管道缺陷检测的磁力传动式阵列涡流探头及方法 |
| CN209102667U (zh) * | 2018-07-24 | 2019-07-12 | 湘潭大学 | 一种基于远场涡流的便携式管道检测装置 |
| CN210155076U (zh) * | 2018-12-24 | 2020-03-17 | 核动力运行研究所 | 轴绕线圈激励点式线圈接收的涡流阵列探头 |
| CN212646574U (zh) * | 2020-04-29 | 2021-03-02 | 核动力运行研究所 | 一种传热管用涡流阵列探头 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 韩宁;张志杰;尹武良;: "旋转磁场阵列式传感器设计及管道缺陷的仿真研究", 仪表技术与传感器, no. 12, 15 December 2019 (2019-12-15) * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114062486A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-18 | 中广核检测技术有限公司 | 一种用于核电站指套管涡流检测的传感器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2016107335A1 (zh) | 一种涡流多路复用阵列探头 | |
| CN210155076U (zh) | 轴绕线圈激励点式线圈接收的涡流阵列探头 | |
| CA1274277A (en) | Circumferentially compensating eddy current probe | |
| US4471658A (en) | Electromagnetic acoustic transducer | |
| CN107422027B (zh) | 基于双环永磁体阵列的扭转模态导波磁致伸缩传感器 | |
| CN105445362A (zh) | 一种基于开放磁路的磁致伸缩导波检测方法及装置 | |
| CN212646574U (zh) | 一种传热管用涡流阵列探头 | |
| CN110108787B (zh) | 一种基于动生涡流的旋转金属构件电磁无损检测装置 | |
| US6014024A (en) | Apparatus and method for detecting and/or measuring flaws in conductive material | |
| CN112229903A (zh) | 一种传热管用涡流阵列探头 | |
| JP2011002409A (ja) | 漏洩磁束探傷装置 | |
| CN110939431A (zh) | 一种用于固井套管水泥环缺陷无损检测用的阵列传感器 | |
| KR101941354B1 (ko) | 송수신부가 절연된 배열 와전류 탐촉자 및 이를 이용한 와전류 탐상 검사 방법 | |
| CN202101974U (zh) | 一种冷凝器不锈钢波纹管检测电磁声换能器 | |
| CN209821125U (zh) | 一种基于分段正交激励的管材内穿阵列探头 | |
| CN112415088B (zh) | 一种内穿式横向脉冲涡流检测探头及其使用方法 | |
| PIEDADE et al. | Customized eddy current probes for pipe inspection | |
| US3872379A (en) | Eddy current testing apparatus using slotted monoturn conductive members | |
| CN100392391C (zh) | 一种内穿过式低频电磁检测传感器 | |
| CN111351843A (zh) | 一种bobbin线圈激励点式线圈接收的涡流多路复用阵列探头 | |
| CN111351840A (zh) | 一种基于分段正交激励的管材内穿阵列探头 | |
| CN111796021A (zh) | 一种新型涡流检测探头及检测方法 | |
| US5986452A (en) | Apparatus and method for detecting flaws in conductive material | |
| KR20130132171A (ko) | 비파괴 검사를 수행하는 초음파 검사장치 | |
| CN213903409U (zh) | 一种旋转磁场激励的漏磁检测传感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |