CN116068044B - 一种多通道多频率焊缝探伤检测装置 - Google Patents

Abstract

一种多通道多频率焊缝探伤检测装置，解决现有技术存在的检测效率低，漏检率高，无法分辨较小缺陷，检测精度难以保证，严重影响检测质量的问题。包括上端开口处设置有上盖的外壳，外壳的下端开口处设置有下盖，外壳的内部设置有若干组并列布置的激励线圈骨架，激励线圈骨架上分别设置有励磁线圈，且激励线圈骨架的中部空腔内设置有检测磁芯，检测磁芯的两端分别与上盖和下盖固定相连。其设计合理，结构紧凑，采用多种不同频率的交流信号来激励多通道线圈产生不同频率的交变磁场，以在电池极耳极板焊缝处对应产生不同频率的涡流；可排除相邻励磁线圈与相邻检测对象所产生的信号干扰，利于对焊缝表面和内部缺陷的检测。

Description

一种多通道多频率焊缝探伤检测装置

技术领域

本发明属于电池检测装置技术领域，具体涉及一种多通道多频率焊缝探伤检测装置。

背景技术

目前，锂电池的极耳极板焊缝大多是依靠人工检测，在检验产品时需要将极板进行人工施力检测极耳极板焊缝，以判断极耳极板焊接是否牢固。这种传统方法存在检测效率低、漏检率高、无法分辨较小缺陷，检测成本高等问题；并且，这种施力的有损检测方式，也只适用于抽检。

同时，还有一些常用的无损检测技术，包括：机器视觉检测技术、超声波检测技术和涡流检测技术。机器视觉检测技术是使用摄像头对极耳极板焊缝进行拍摄，拍摄后再通过算法对图像进行处理，利用的是焊缝的反光性和算法的好坏，且机器视觉检测技术只能检测极耳极板焊缝表面的缺陷。超声波检测技术是通过超声波换能器所产生的超声波在检测对象内发生反射散射后，再捕捉带有检测体内部信息的信号，来进行无损检测的。但超声波检测技术需要耦合剂，而耦合剂的使用容易造成电池的短路，极容易发生危险，而且，耦合剂在高温等一些特殊条件下会产生融化，严重影响检测质量，给电池和检测设备造成极大的损坏。

另外，单一频率、单一通道的涡流检测技术，则是一种以电磁感应原理为基础的无损检测，当其探头线圈在待测试件上行走时，在交变磁场的影响下，在待测试件中生成反作用磁场；然而，这种常规的涡流检测技术在试件内的分布不均匀，涡流随着深度的增加、按指数函数方式衰减，即：距离探头线圈越远，涡流所产生的磁场信号越小；涡流信号小的话，噪音可能会超过信号，无法准确判断是否存在缺陷。虽然常规的单频涡流检测技术应用比较广泛，但是对于复杂结构件的检测，单频涡流会受到信号干扰，需要增加信号鉴别元器件来提升涡流在探伤检测过程中的检测效率和精度。故有必要对现有技术的焊缝探伤检测装置进行改进。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种通过使用多种不同的频率的信号，向焊缝施加激励信号，焊缝在交变磁场中会产生对应不同频率的涡流信号，通过检测涡流信号来判断焊缝内部和表面是否存在缺陷的多通道多频率焊缝探伤检测装置。

本发明所采用的技术方案是：该多通道多频率焊缝探伤检测装置包括外壳，外壳的上端开口处设置有上盖，外壳的下端开口处设置有下盖，所述外壳的内部还设置有若干组并列布置的激励线圈骨架，激励线圈骨架上分别设置有励磁线圈，且激励线圈骨架的中部空腔内设置有检测磁芯，检测磁芯的两端分别与上盖和下盖固定相连。

所述激励线圈骨架活动设置在外壳的内部，并可与检测磁芯产生相对位移。以方便把控检测磁芯与励磁线圈之间微小的位置关系，通过这个结构来达到减小噪声，使检测磁芯检测到的信号是被检测物在励磁线圈的作用下反馈回来的信号，通过上下调节激励线圈骨架的移动，来使得检测磁芯检测到的激励信号的激励噪音接近于零。

所述激励线圈骨架的外壁上设置有激励线圈缠绕槽，激励线圈骨架的内部设置有磁芯套接通孔，激励线圈骨架通过磁芯套接通孔套设在检测磁芯的外部；并且，激励线圈骨架的上端还设置有激励骨架连接耳板，激励骨架连接耳板上设置有调节杆连接孔。以将励磁线圈绕制在激励线圈骨架的激励线圈缠绕槽内，并通过磁芯套接通孔将激励线圈骨架活动套设在检测磁芯的外部；同时，利用设置在激励骨架连接耳板的调节杆连接孔内的调节螺杆，将各组激励线圈骨架与外壳前侧、相应的螺杆导向连接座活动相连，从而便于励磁线圈与检测磁芯之间相对位置的调节。

所述外壳上设置有若干组激励骨架插接腔，激励骨架插接腔的上端设置有连接耳板升降开口；所述连接耳板升降开口的下方、外壳的前侧分别设置有螺杆导向连接座，螺杆导向连接座上设置有调节螺母安装槽；所述激励线圈骨架上端的激励骨架连接耳板通过调节螺杆与外壳前侧的螺杆导向连接座相连。以将各组激励线圈骨架分别放置在外壳的激励骨架插接腔内，并利用调节螺杆把激励线圈骨架上端的激励骨架连接耳板与螺杆导向连接座相连；且在激励线圈骨架升降的过程中，通过激励骨架插接腔上端的连接耳板升降开口来避让激励骨架连接耳板。

所述调节螺杆上设置有激励骨架调节螺母，激励骨架调节螺母的中部设置有螺杆连接螺孔，激励骨架调节螺母的外壁上设置有螺母调节盘。以通过激励骨架调节螺母来驱动调节螺杆的旋转，进而方便对激励线圈骨架的升降调节。

所述调节螺杆的上端通过螺杆固定螺母与激励线圈骨架上端的激励骨架连接耳板固定相连。以在调整好激励线圈骨架与检测磁芯之间的相对位置之后，利用螺杆固定螺母来有效固定住调节螺杆的位置，以避免出现上下窜动的情况，破坏信号平衡点。

所述检测磁芯的外壁上设置有检测线圈正向缠绕槽和检测线圈反向缠绕槽，检测线圈正向缠绕槽和检测线圈反向缠绕槽之间还设置有间隔段，且差分式缠绕线圈的检测线圈正向缠绕段和检测线圈反向缠绕段分别缠绕在检测线圈正向缠绕槽和检测线圈反向缠绕槽内。以将差分式缠绕线圈的相互分隔开、连续布置的检测线圈正向缠绕段和检测线圈反向缠绕段，间隔地绕制在检测磁芯的外壁上，且检测线圈正向缠绕段和检测线圈反向缠绕段的缠绕匝数、缠绕长度和缠绕层数均相同；从而，保证励磁线圈通电时，在检测磁芯中产生的磁场可以通过差分式缠绕线圈进行抵消，有效降低激励磁场对检测信号的干扰。

所述检测磁芯的上端设置有上磁芯架连接部，检测磁芯的下端设置有下磁芯架连接部；检测磁芯的上端通过上磁芯固定架与上盖固定相连，检测磁芯的下端通过下磁芯固定架与下盖固定相连。以通过上磁芯固定架和下磁芯固定架来确保检测磁芯的竖向布置，进而避免检测磁芯倾斜造成的检测偏差。

所述上磁芯固定架的中部设置有磁芯上固定孔，上磁芯固定架的周边还设置有上磁芯架定位凸柱，且所述外壳的上端、与上磁芯固定架上的上磁芯架定位凸柱相对应的位置设置有磁芯架定位孔；所述上盖的下侧设置有用于与上磁芯固定架相配合的上磁芯架配合凹槽。以利用上磁芯架定位凸柱与外壳上端的磁芯架定位孔的配合，来对上磁芯固定架进行定位；并通过上盖下侧的上磁芯架配合凹槽来固定住上磁芯固定架的位置，从而，固定住连接在上磁芯固定架上的检测磁芯，便于检测磁芯与激励线圈骨架之间相对位置的调节，进而平衡激励信号对检测磁芯的作用。

所述下磁芯固定架的中部设置有磁芯下固定孔，下磁芯固定架的周边还设置有下磁芯架定位凸柱，且所述外壳的下端、与下磁芯固定架上的下磁芯架定位凸柱相对应的位置设置有磁芯架定位孔；所述下盖的上侧设置有用于与下磁芯固定架相配合的下磁芯架配合凹槽。以通过下磁芯架定位凸柱与外壳下端的磁芯架定位孔的配合，来对下磁芯固定架进行定位；并利用下盖上侧的下磁芯架配合凹槽来固定住下磁芯固定架的位置，进而固定住连接在下磁芯固定架上的检测磁芯，便于检测磁芯与激励线圈骨架之间相对位置的调节。

所述上盖上设置有螺丝连接孔，上盖上、与连接耳板升降开口相对应的位置设置有连接耳板避让口，上盖通过设置在螺丝连接孔内的尼龙螺丝与外壳上端的螺丝连接螺孔固定相连。以利用尼龙螺丝将上盖固定在外壳上端，并通过连接耳板避让口来避让激励线圈骨架的激励骨架连接耳板。

所述下盖上设置有螺丝连接孔，下盖上、与检测磁芯下端相对应的位置分别设置有检测开口，且下盖通过设置在螺丝连接孔内的尼龙螺丝与外壳下端的螺丝连接螺孔固定相连。以通过尼龙螺丝将下盖固定在外壳下端，并利用下盖下侧、与各检测磁芯下端相对应的检测开口，来进行焊缝探伤的检测。

所述若干组并列布置的激励线圈骨架上设置的励磁线圈，分别与多个具有固定频率差的交流激励信号相连。以减少励磁线圈之间互感所产生的噪音信号，并利用检测磁芯检测激励所产生的不同频涡流信号，且通过锁频来实现多个相邻检测对象之间干扰的屏蔽。

所述激励线圈骨架上的励磁线圈与谐振电容相串联。以增大电流，增强激励信号。

所述检测磁芯上的检测缠绕线圈与谐振电容相并联。以增加检测的灵敏度。

上述的多通道多频率焊缝探伤检测装置，还包括多通道多频率交流电源，所述励磁线圈分别与多通道多频率交流电源的激励信号输出端电性连接；所述检测磁芯上的检测缠绕线圈与锁相放大器的信号输入端电性连接，锁相放大器的信号输出端与信号采集设备的信号输入端电性连接，信号采集设备的信号输出端与上位机电性连接。以使用多种不同频率的信号，向焊缝施加激励信号，进而让焊缝在交变磁场中、产生对应不同频率的涡流信号，再通过检测涡流信号来判断焊缝内部和表面是否存在缺陷。

本发明的有益效果：由于本发明采用上端开口处设置有上盖的外壳，外壳的下端开口处设置有下盖，外壳的内部还设置有若干组并列布置的激励线圈骨架，激励线圈骨架上分别设置有励磁线圈，激励线圈骨架的中部空腔内设置有检测磁芯，检测磁芯的两端分别与上盖和下盖固定相连的结构形式，所以其设计合理，结构紧凑，通过若干组并列布置的励磁线圈，来使用多种不同频率的信号、向电池的极耳极板焊缝施加激励信号，焊缝在交变磁场中会产生对应不同频率的涡流信号，通过检测涡流信号来判断焊缝内部和表面是否存在缺陷。多频多通道涡流检测技术采用多频率同时激励检测装置线圈，可以分析不同频率对不同参数变化所获得的检测结果，同时抑制多个干扰因素，获得多个信息，如缺陷信息、厚度情况等。同时，采用多种不同频率的交流信号激励多通道线圈产生不同频率的交变磁场，进而在电池极耳极板焊缝处对应产生不同频率的涡流；检测磁芯的差分式线圈结构则起到屏蔽激励信号与环境噪音干扰的作用，再采用多通道分别锁频的方式，来排除相邻励磁线圈与相邻检测对象所产生的信号干扰，从而，利于多通道检测焊缝表面和内部缺陷情况。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1的一种内部结构剖视图。

图3是图1的一种爆炸结构示意图。

图4是图3中的外壳的一种结构示意图。

图5是图4的A向视图。

图6是图4的一种内部结构剖视图。

图7是图3中的激励线圈骨架的一种结构示意图。

图8是图7的一种内部结构剖视图。

图9是图3中的上盖的一种结构示意图。

图10是图9的B向视图。

图11是图3中的上磁芯固定架的一种结构示意图。

图12是图11的一种内部结构剖视图。

图13是图3中的下盖的一种结构示意图。

图14是图13的C向视图。

图15是图3中的下磁芯固定架的一种结构示意图。

图16是图15的一种内部结构剖视图。

图17是图3中的检测磁芯的一种结构示意图。

图18是图3中的激励骨架调节螺母的一种结构示意图。

图19是本发明的检测装置通过扫频方式得到的无缺陷4kHz频率原始图像。

图20是本发明的检测装置通过扫频方式得到的有缺陷4kHz频率原始图像。

图21是本发明的检测装置通过扫频方式得到的无缺陷8kHz频率原始图像。

图22是本发明的检测装置通过扫频方式得到的有缺陷8kHz频率原始图像。

图23是无缺陷极耳极板焊缝的实物照片图。

图24是有缺陷极耳极板焊缝的实物照片图。

图25是本发明实施例中的无缺陷固定频率扫描图像。

图26是本发明实施例中的有缺陷固定频率扫描图像。

图27是本发明实施例中的无缺陷多频率处理后的层析扫描图像。

图28是本发明实施例中的有缺陷多频率处理后的层析扫描图像。

图中序号说明：1外壳、2上盖、3下盖、4尼龙螺丝、5螺杆导向连接座、6调节螺杆、7激励骨架调节螺母、8激励骨架连接耳板、9螺杆固定螺母、10检测磁芯、11上磁芯固定架、12下磁芯固定架、13激励线圈骨架、14激励骨架插接腔、15连接耳板升降开口、16调节螺母安装槽、17螺丝连接螺孔、18磁芯架定位孔、19激励线圈缠绕槽、20磁芯套接通孔、21调节杆连接孔、22螺丝连接孔、23连接耳板避让口、24上磁芯架配合凹槽、25磁芯上固定孔、26上磁芯架定位凸柱、27下磁芯架配合凹槽、28检测开口、29磁芯下固定孔、30下磁芯架定位凸柱、31上磁芯架连接部、32检测线圈正向缠绕槽、33检测线圈反向缠绕槽、34下磁芯架连接部、35间隔段、36螺杆连接螺孔、37螺母调节盘。

具体实施方式

根据图1～18详细说明本发明的具体结构。该多通道多频率焊缝探伤检测装置包括中空结构的外壳1，外壳1的上端开口处设置有上盖2，外壳1的下端开口处设置有下盖3。外壳1的内部还设置有若干组并列布置的激励线圈骨架13，激励线圈骨架13上分别设置有励磁线圈。激励线圈骨架13的中部空腔内还分别设置有检测磁芯10，且检测磁芯10的两端分别与上盖2和下盖3固定相连。同时，激励线圈骨架13活动设置在外壳1的内部，并可与检测磁芯10产生相对位移；进而方便把控检测磁芯10与励磁线圈之间微小的位置关系，通过这个结构来达到减小噪声，使检测磁芯10检测到的信号是被检测物在励磁线圈的作用下反馈回来的信号，通过上下调节激励线圈骨架13的移动，来使得检测磁芯10检测到的激励信号的激励噪音接近于零。

激励线圈骨架13的外壁上设置有激励线圈缠绕槽19，激励线圈骨架13的内部设置有磁芯套接通孔20，每个激励线圈骨架13分别通过磁芯套接通孔20套设在相应检测磁芯10的外部。并且，激励线圈骨架13的上端还设置有激励骨架连接耳板8，激励骨架连接耳板8上设置有调节杆连接孔21。以将励磁线圈绕制在激励线圈骨架13的激励线圈缠绕槽19内，并通过磁芯套接通孔20将激励线圈骨架13活动套设在检测磁芯10的外部；同时，利用设置在激励骨架连接耳板8的调节杆连接孔21内的调节螺杆6，来将各组激励线圈骨架13与外壳1前侧、相应的螺杆导向连接座5活动相连，从而便于励磁线圈与检测磁芯10之间相对位置的调节。

外壳1上设置有若干组激励骨架插接腔14，激励骨架插接腔14上端的前侧设置有连接耳板升降开口15。连接耳板升降开口15的下方、外壳1的前侧分别设置有螺杆导向连接座5，螺杆导向连接座5上设置有调节螺母安装槽16；激励线圈骨架13上端的激励骨架连接耳板8通过调节螺杆6与外壳1前侧的螺杆导向连接座5相连。进而将各组激励线圈骨架13分别放置在外壳1的激励骨架插接腔14内，并利用调节螺杆6把激励线圈骨架13上端的激励骨架连接耳板8与螺杆导向连接座5相连；且在激励线圈骨架13升降的过程中，通过激励骨架插接腔14上端的连接耳板升降开口15来避让激励骨架连接耳板8。励磁线圈绕制在激励线圈骨架13的激励线圈缠绕槽19内，且绕制方向一致。外壳1上设置的若干组激励骨架插接腔14，用来保证多通道的各个励磁线圈之间的分隔距离相等，而且距离的设计是由实际测量焊缝的距离来决定。检测磁芯10与励磁线圈之间通过激励线圈骨架13相隔离，这种特殊的隔离结构能够减少励磁线圈通电后、线圈温度升高对检测磁芯10产生的热噪声干扰。

并且，若干组并列布置的激励线圈骨架13上设置的励磁线圈，与多个具有固定频率差的交流激励信号相连，以减少励磁线圈之间互感所产生的噪音信号，与此同时，利用检测磁芯10检测激励所产生的不同频涡流信号；且通过锁频来实现多个相邻检测对象之间干扰的屏蔽。能够理解的是，根据具体的使用需要，可以将励磁线圈与相应的谐振电容相串联，以增大电流，增强激励信号；并将检测磁芯10上的线圈与相应的谐振电容相并联，进而增加检测的灵敏度。

调节螺杆6上设置有激励骨架调节螺母7，激励骨架调节螺母7的中部设置有螺杆连接螺孔36，激励骨架调节螺母7的外壁上设置有便于旋转螺母的螺母调节盘37；以通过激励骨架调节螺母7来驱动调节螺杆6的旋转，进而方便对激励线圈骨架13的升降调节。同时，调节螺杆6的上端还通过螺杆固定螺母9与激励线圈骨架13上端的激励骨架连接耳板8固定相连。从而，在调整好激励线圈骨架13与检测磁芯10之间的相对位置之后，利用螺杆固定螺母9来有效固定住调节螺杆6的位置，以避免激励线圈骨架13出现上下窜动的情况，破坏信号平衡点。

检测磁芯10的外壁上设置有检测线圈正向缠绕槽32和检测线圈反向缠绕槽33，检测线圈正向缠绕槽32和检测线圈反向缠绕槽33之间还设置有间隔段35，且差分式缠绕线圈的检测线圈正向缠绕段和检测线圈反向缠绕段分别缠绕在检测线圈正向缠绕槽32和检测线圈反向缠绕槽33内。进而将差分式缠绕线圈上的相互分隔开、连续布置的检测线圈正向缠绕段和检测线圈反向缠绕段，间隔地绕制在检测磁芯10的外壁上，且检测线圈正向缠绕段和检测线圈反向缠绕段的缠绕匝数、缠绕长度和缠绕层数均相同；以保证励磁线圈通电时，在检测磁芯10中产生的磁场能够通过差分式缠绕线圈进行抵消，有效降低激励磁场对检测信号的干扰。

检测磁芯10的上端设置有上磁芯架连接部31，检测磁芯10的下端设置有下磁芯架连接部34；检测磁芯10的上端通过上磁芯架连接部31上设置的上磁芯固定架11与上盖2固定相连，检测磁芯10的下端通过下磁芯架连接部34上设置的下磁芯固定架12与下盖3固定相连。以通过上磁芯固定架11和下磁芯固定架12来确保检测磁芯10的竖向布置，进而避免检测磁芯10倾斜造成的检测偏差。

其中，上磁芯固定架11的中部设置有磁芯上固定孔25，上磁芯固定架11的周边设置有上磁芯架定位凸柱26，且外壳1的上端、与上磁芯固定架11上的上磁芯架定位凸柱26相对应的位置设置有磁芯架定位孔18；上盖2的下侧设置有用于与上磁芯固定架11相配合的上磁芯架配合凹槽24。以利用上磁芯架定位凸柱26与外壳1上端的磁芯架定位孔18的配合，来对上磁芯固定架11进行定位；并通过上盖2下侧的上磁芯架配合凹槽24来固定住上磁芯固定架11的位置，从而，固定住连接在上磁芯固定架11上的检测磁芯10，便于检测磁芯10与激励线圈骨架13上的励磁线圈之间相对位置的调节，进而平衡激励信号对检测磁芯10的作用。同时，下磁芯固定架12的中部设置有磁芯下固定孔29，下磁芯固定架12的周边还设置有下磁芯架定位凸柱30，且外壳1的下端、与下磁芯固定架12上的下磁芯架定位凸柱30相对应的位置设置有磁芯架定位孔18；下盖3的上侧设置有用于与下磁芯固定架12相配合的下磁芯架配合凹槽27。以通过下磁芯架定位凸柱30与外壳1下端的磁芯架定位孔18的配合，来对下磁芯固定架12进行定位；并利用下盖3上侧的下磁芯架配合凹槽27来固定住下磁芯固定架12的位置，进而固定住连接在下磁芯固定架12上的检测磁芯10，便于检测磁芯10与激励线圈骨架13上的励磁线圈之间相对位置的调节。

外壳1上端的上盖2上设置有螺丝连接孔22，上盖2上、与连接耳板升降开口15相对应的位置设置有连接耳板避让口23，上盖2通过设置在螺丝连接孔22内的尼龙螺丝4与外壳1上端的螺丝连接螺孔17固定相连；以利用尼龙螺丝4将上盖2固定在外壳1上端，并通过连接耳板避让口23来避让激励线圈骨架13的激励骨架连接耳板8。外壳1下端的下盖3上也设置有螺丝连接孔22，下盖3上、与检测磁芯10下端相对应的位置分别设置有检测开口28，且下盖3通过设置在螺丝连接孔22内的尼龙螺丝4与外壳1下端的螺丝连接螺孔17固定相连；以通过尼龙螺丝4将下盖3固定在外壳1下端，并利用下盖3下侧、与各检测磁芯10下端相对应的检测开口28，来进行焊缝探伤的检测。

该多通道多频率焊缝探伤检测装置，还包括多通道多频率交流电源，励磁线圈分别与多通道多频率交流电源的激励信号输出端电性连接。检测磁芯10上的检测缠绕线圈与锁相放大器的信号输入端电性连接，锁相放大器的信号输出端与信号采集设备的信号输入端电性连接，信号采集设备的信号输出端与上位机电性连接。从而，使用多种不同频率的信号向焊缝施加激励信号，让焊缝在交变磁场中、产生对应不同频率的涡流信号，再通过检测涡流信号来判断焊缝内部和表面是否存在缺陷（图23是无缺陷极耳极板焊缝的实物照片图，图24是有缺陷极耳极板焊缝的实物照片图）。

实施例：

在测量电池的极耳极板表面焊缝处缺陷的时候，给装置的励磁线圈施加高频激励信号，施加的范围在1MHz以上；且使用的是多通道多频率交流电源，不同通道之间的频率可以相差100Hz甚至更高。不同通道之间频率相差的目的是为了使得锁相放大器能够对不同通道进行锁相和放大，如果多通道频率十分接近，锁相放大器很难进行对不同通道的锁相和放大，且相邻通道间的干扰会非常大。当测量极耳极板焊缝内部缺陷时，施加的是低频信号，施加信号的频率在1Hz～1MHz之间，根据趋肤公式，频率越低探测的深度越深，不同通道之间也存在频率差，并且，多通道也可实现同时测量焊缝表面和内部的缺陷。

该焊缝探伤检测装置使用多通道在不同的通道施加不同的激励信号，根据趋肤公式，得知：施加不同的激励频率，可以在不同的深度产生涡流信号，通过扫频的方式，即可以做到对电池不同深度的缺陷进行扫描、且实现成像。

图19～22中正方形区域是扫描区域，通过控制机械臂扫描极耳极板，得到一个30mm×30mm的二维图。通过机械臂移动测量得到有缺陷和无缺陷的数据，对这些数据进行处理后得到二维图。

通过程序使电压信号除上对应频率归一化处理后生成的层析成像图像如图25～26。通过将测量得到的电压信号除上频率，排除施加不同频率带来的影响，对信号进行归一化处理，从图27～28中能够明显的看出：随着深度的增加，涡流信号是逐渐衰减的。通过层析成像图可以知道缺陷在金属内部的具体位置，从图27～28能够明显看出缺陷主要集中在极耳极板表面，缺陷在0mm～1.06mm。

同时，本发明的多通道多频率焊缝探伤检测装置，也可以将扫描得到的数据送入神经网络进行判别。训练的方式是将数据先进行加标签，无缺陷的数据定义一个标签，有缺陷的数据定义多个或者一个标签，送入神经网络进行分类得到模型。神经网络的层数可以根据数据量的大小进行更改，激活函数使用的是relu激活函数（使用sigmoid的激活函数，在训练中会出现梯度消失的问题）。通过神经网络训练得到的模型，可以预测出新数据是有缺陷的数据还是无缺陷的数据。

该发明提出了一种有效屏蔽干扰的多频率多通道焊缝涡流检理论，不仅提高了多通道涡流检测技术的信噪比，同时，多频率的引用还可以实现对焊缝内部不同深度的无损探伤。与传统的单一频率涡流检测技术相比，本发明的优势在于：多频率信号激励应用多通道检测装置上，可以有效屏蔽除特定频率信号以外的绝大多数信号干扰，信噪比更高。并且，激励频率可调节，能够实现对不同深度焊缝表面及内部的缺陷检测，通过扫频的方式得到层析成像图。同时，多通道对焊缝表面和内部缺陷进行快速判别，大大节省各种成本；还可以通过神经网络分辨极耳极板焊缝数据是否存在缺陷。在屏蔽干扰、减少噪声以及检测速度上，均具有明显的优势。

Claims (13)

1.一种多通道多频率焊缝探伤检测装置，包括外壳（1），其特征在于：所述外壳（1）的上端开口处设置有上盖（2），外壳（1）的下端开口处设置有下盖（3），所述外壳（1）的内部还设置有若干组并列布置的激励线圈骨架（13），激励线圈骨架（13）上分别设置有励磁线圈，且激励线圈骨架（13）的中部空腔内设置有检测磁芯（10），检测磁芯（10）的两端分别与上盖（2）和下盖（3）固定相连；所述激励线圈骨架（13）活动设置在外壳（1）的内部，并可与检测磁芯（10）产生相对位移；所述激励线圈骨架（13）的外壁上设置有激励线圈缠绕槽（19），激励线圈骨架（13）的内部设置有磁芯套接通孔（20），激励线圈骨架（13）通过磁芯套接通孔（20）套设在检测磁芯（10）的外部；并且，激励线圈骨架（13）的上端还设置有激励骨架连接耳板（8），激励骨架连接耳板（8）上设置有调节杆连接孔（21）；所述外壳（1）上设置有若干组激励骨架插接腔（14），激励骨架插接腔（14）的上端设置有连接耳板升降开口（15）；所述连接耳板升降开口（15）的下方、外壳（1）的前侧分别设置有螺杆导向连接座（5），螺杆导向连接座（5）上设置有调节螺母安装槽（16）；所述激励线圈骨架（13）上端的激励骨架连接耳板（8）通过调节螺杆（6）与外壳（1）前侧的螺杆导向连接座（5）相连；还包括多通道多频率交流电源，所述励磁线圈分别与多通道多频率交流电源的激励信号输出端电性连接。

2.根据权利要求1所述的多通道多频率焊缝探伤检测装置，其特征在于：所述调节螺杆（6）上设置有激励骨架调节螺母（7），激励骨架调节螺母（7）的中部设置有螺杆连接螺孔（36），激励骨架调节螺母（7）的外壁上设置有螺母调节盘（37）。

3.根据权利要求1所述的多通道多频率焊缝探伤检测装置，其特征在于：所述调节螺杆（6）的上端通过螺杆固定螺母（9）与激励线圈骨架（13）上端的激励骨架连接耳板（8）固定相连。

4.根据权利要求1所述的多通道多频率焊缝探伤检测装置，其特征在于：所述检测磁芯（10）的外壁上设置有检测线圈正向缠绕槽（32）和检测线圈反向缠绕槽（33），检测线圈正向缠绕槽（32）和检测线圈反向缠绕槽（33）之间还设置有间隔段（35），且差分式缠绕线圈的检测线圈正向缠绕段和检测线圈反向缠绕段分别缠绕在检测线圈正向缠绕槽（32）和检测线圈反向缠绕槽（33）内。

5.根据权利要求1所述的多通道多频率焊缝探伤检测装置，其特征在于：所述检测磁芯（10）的上端设置有上磁芯架连接部（31），检测磁芯（10）的下端设置有下磁芯架连接部（34）；检测磁芯（10）的上端通过上磁芯固定架（11）与上盖（2）固定相连，检测磁芯（10）的下端通过下磁芯固定架（12）与下盖（3）固定相连。

6.根据权利要求5所述的多通道多频率焊缝探伤检测装置，其特征在于：所述上磁芯固定架（11）的中部设置有磁芯上固定孔（25），上磁芯固定架（11）的周边还设置有上磁芯架定位凸柱（26），且所述外壳（1）的上端、与上磁芯固定架（11）上的上磁芯架定位凸柱（26）相对应的位置设置有磁芯架定位孔（18）；所述上盖（2）的下侧设置有用于与上磁芯固定架（11）相配合的上磁芯架配合凹槽（24）。

7.根据权利要求5所述的多通道多频率焊缝探伤检测装置，其特征在于：所述下磁芯固定架（12）的中部设置有磁芯下固定孔（29），下磁芯固定架（12）的周边还设置有下磁芯架定位凸柱（30），且所述外壳（1）的下端、与下磁芯固定架（12）上的下磁芯架定位凸柱（30）相对应的位置设置有磁芯架定位孔（18）；所述下盖（3）的上侧设置有用于与下磁芯固定架（12）相配合的下磁芯架配合凹槽（27）。

8.根据权利要求1所述的多通道多频率焊缝探伤检测装置，其特征在于：所述上盖（2）上设置有螺丝连接孔（22），上盖（2）上、与连接耳板升降开口（15）相对应的位置设置有连接耳板避让口（23），上盖（2）通过设置在螺丝连接孔（22）内的尼龙螺丝（4）与外壳（1）上端的螺丝连接螺孔（17）固定相连。

9.根据权利要求1所述的多通道多频率焊缝探伤检测装置，其特征在于：所述下盖（3）上设置有螺丝连接孔（22），下盖（3）上、与检测磁芯（10）下端相对应的位置分别设置有检测开口（28），且下盖（3）通过设置在螺丝连接孔（22）内的尼龙螺丝（4）与外壳（1）下端的螺丝连接螺孔（17）固定相连。

10.根据权利要求1所述的多通道多频率焊缝探伤检测装置，其特征在于：所述若干组并列布置的激励线圈骨架（13）上设置的励磁线圈，分别与多个具有固定频率差的交流激励信号相连。

11.根据权利要求10所述的多通道多频率焊缝探伤检测装置，其特征在于：所述激励线圈骨架（13）上的励磁线圈与谐振电容相串联。

12.根据权利要求10所述的多通道多频率焊缝探伤检测装置，其特征在于：所述检测磁芯（10）上的检测缠绕线圈与谐振电容相并联。

13.根据权利要求1所述的多通道多频率焊缝探伤检测装置，其特征在于：所述检测磁芯（10）上的检测缠绕线圈与锁相放大器的信号输入端电性连接，锁相放大器的信号输出端与信号采集设备的信号输入端电性连接，信号采集设备的信号输出端与上位机电性连接。