CN116990382A - 一种检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种检测小间距铆钉孔缺陷的探头及方法，所述探头包括壳体、激励线圈、第一聚磁磁路、屏蔽层、差动式检测线圈、第二聚磁磁路；激励线圈、第一聚磁磁路、屏蔽层、差动式检测线圈均为空心圆柱体；激励线圈、第一聚磁磁路、屏蔽层嵌套排布；差动式检测线圈、第二聚磁磁路由外往内依次嵌套，两差动式检测线圈水平并列排布，共同置于激励线圈内部。本发明提供的检测小间距铆钉孔缺陷探头结构使其不受铆钉间距的影响并可根据铆钉孔大小调节差动式检测线圈位置，同时大内径激励线圈增强了探头的渗透能力，提高检测信号的信噪比和检测效率。

Description

一种检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头及方法

技术领域

本发明涉及飞机铆接结构件铆钉孔周裂纹检测技术领域，特别是涉及一种检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头及方法。

背景技术

金属铆接结构件作为飞机机体的主要组成部分，在使用中承受载荷状况复杂，铆钉孔周围容易因受到应力过大产生隐藏疲劳裂纹，若不能及时进行有效的检测维修，则会在飞机运行过程中导致机体断裂造成重大事故。涡流检测技术具有无需耦合剂、检测速度快、灵敏度高等优点，其中渗透能力强的远场涡流检测技术对于飞机铆接部件隐藏裂纹的检测具有极大优势，具体的，一般采用单检测线圈与激励线圈横跨铆钉中心的远场涡流探头对其进行检测，采用旋转扫查的方法检测铆接结构的孔周裂纹缺陷，但这种远场涡流检测探头体积较大，在铆钉间距小的铆接件进行检测时容易受到周围铆钉的影响，并且同一探头不能同时对不同规格的铆钉进行有效检测，致使铆接部件仍存在很大的安全隐患。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头及方法，可有效检测小间距铆钉孔周围缺陷并可根据被检铆钉规格灵活调节差动式检测线圈位置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头，包括用于产生激励磁场的激励单元、用于拾取检测信号的检测单元以及用于屏蔽直接耦合通道电磁场的屏蔽层，所述激励单元包括大直径激励线圈和第一聚磁磁路，所述检测单元包括差动式检测线圈和第二聚磁磁路，所述屏蔽层包括第一屏蔽件和第二屏蔽件，所述屏蔽层为多层屏蔽结构。

进一步的，所述差动式检测线圈为小直径绕制圆形线圈，所述第二聚磁磁路结构为圆柱体，所述差动式检测线圈卷绕于第二聚磁磁路上，所述差动式检测线圈与第二聚磁磁路可以探头中心为圆心，沿半径方向根据被检铆接件铆钉直径调节移动。

进一步的，所述激励线圈为大直径绕制圆形线圈，所述激励线圈置于探头整体外侧且将第一聚磁磁路、屏蔽层、差动式检测线圈包含在其内部，所述第一聚磁磁路为圆形，所述大直径绕制圆形线圈卷绕于所述第一聚磁磁路上。

进一步的，所述第一聚磁磁路紧贴于所述激励线圈内部，所述第二聚磁磁路紧贴于所述差动式检测线圈内部。

进一步的，所述屏蔽层紧贴于所述第一聚磁磁路内部，所述屏蔽层包括第一屏蔽件和第二屏蔽件，所述第一屏蔽件由铜材料制成，所述第二屏蔽件由铝合金材料制成，所述第一聚磁磁路、所述第二聚磁磁路材料为铁氧体或者硅钢。

进一步的，所述激励线圈同时通以正弦激励信号产生低频磁场。

进一步的，所述第一聚磁磁路、激励线圈、屏蔽层均与铆钉同心放置。

一种应用于如上述的检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头的远场涡流检测方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一：置于被检铆接结构件上的激励线圈通以低频正弦波信号，所述激励线圈与被检铆钉同心放置产生低频磁场：

步骤二：调节所述检测单元使所述差动式检测线圈外切于被检铆接件铆钉，沿铆接件铆钉表面以铆钉为圆心旋转检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头，使置于铆钉孔边缘的检测单元在拾取到包含被检铆接件内部缺陷信息的远场涡流信号，并将信号发送到信号调理模块和显示模块进行处理。

本发明提供的检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头，包括用于产生激励磁场的大直径激励单元、用于拾取检测信号的检测单元以及用于屏蔽直接耦合通道电磁场的屏蔽单元，所述检测单元包括位置可调节差动式检测线圈和磁路结构，所述的屏蔽单元为多层屏蔽结构。相比于现有技术，本发明的有益效果是：

1、通过设置位置可调节的差动式检测线圈使探头可以对铆钉规格不同的铆接件进行有效检测，根据铆钉的大小将差动式检测线圈调节到铆接件裂纹的位置，使得差动式检测线圈在扫查的过程中经过缺陷，从而对磁场产生最大程度的扰动，使差动式检测线圈组拾取到蕴含缺陷信息的涡流场信号，大大提高探头的检测灵敏度，实现检测到铆接件内部隐藏缺陷的目的；

2、通过设置大直径激励线圈并采用旋转检测的扫查方法，这样可以使探头在旋转检测小间距铆接件时激励线圈产生的磁场相对于周围铆钉是静止的，不会受到干扰，同时激励磁场的渗透深度随激励线圈直径的增大而加深，采用大直径的激励线圈增加了探头的渗透能力，从而使探头能够检测铆接件中更深处的裂纹缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对应本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头的结构图；

图2为本发明的检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头的放置示意图；

图3为本发明的检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头检测方法的示意图。

附图标记说明：1、激励线圈；2、第一聚磁磁路；3、屏蔽层；4、差动式检测线圈组；5、第二聚磁磁路；6、壳体；7、信号激励模块；8、信号调理模块；9、显示模块。

具体实施方式

以下是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

请参考图1—图3，本发明的一种检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头包括用于产生激励磁场的激励单元、用于拾取检测信号的检测单元以及用于屏蔽直接耦合通道电磁场的屏蔽单元，所述激励单元包括激励线圈1和第一聚磁磁路2，所述检测单元包括差动式检测线圈4和第二聚磁磁路5，所述屏蔽层3包括第一屏蔽件和第二屏蔽件，所述屏蔽层为多层屏蔽结构。

在一个实施方式中，所述差动式检测线圈4为小直径绕制圆形线圈，所述第二聚磁磁路结构为圆柱体，所述差动式检测线圈4卷绕于第二聚磁磁路上，所述差动式检测线圈4与第二聚磁磁路可以探头中心为圆心，沿半径方向根据被检铆接件铆钉直径调节移动。

在一个实施方式中，所述激励线圈1为大直径绕制圆形线圈，所述激励线圈1置于探头整体外侧且将第一聚磁磁路2、屏蔽层3、差动式检测线圈包含在其内部，所述第一聚磁磁路2为圆形，所述大直径绕制圆形线圈卷绕于所述第一聚磁磁路2上。所述激励线圈1的外边还设置有壳体6。

在一个实施方式中，所述第一聚磁磁路2紧贴于所述激励线圈1内部，所述第二聚磁磁路5紧贴于所述差动式检测线圈4内部。

在一个实施方式中，所述屏蔽层3紧贴于所述第一聚磁磁路2内部，所述屏蔽层3包括第一屏蔽件和第二屏蔽件，所述第一屏蔽件由铜材料制成，所述第二屏蔽件由铝合金材料制成，所述第一聚磁磁路2、所述第二聚磁磁路材料均由铁氧体或者硅钢材料制成。

在一个实施方式中，所述激励线圈1同时通以正弦激励信号产生低频磁场。

在一个实施方式中，所述第一聚磁磁路2、激励线圈1、屏蔽层3均与铆钉同轴放置。

本发明还提供了一种小间距铆钉孔缺陷涡流检测方法，包括以下步骤：置于被检铆接结构件上的激励线圈通以低频正弦波信号，激励线圈放置在被检测铆接件中产生低频磁场；如图2所示，所述激励单元与被检铆钉同轴放置，检测线圈调节至与铆钉相切的位置，沿铆接件铆钉表面旋转涡流检测探头，使扫过铆钉孔边的差动式检测线圈4在远场区拾取蕴含被检铆接件内部缺陷信息的涡流场信号，并将信号发送给信号处理模块7及显示模块8。

本发明提供的检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头，包括用于产生激励磁场的大直径激励单元、用于拾取检测信号的检测单元以及用于屏蔽直接耦合通道电磁场的屏蔽单元，所述检测单元包括位置可调节差动式检测线圈和磁路结构，所述的屏蔽单元为多层屏蔽结构。通过设置位置可调节的差动式检测线圈使探头可以对铆钉规格不同的铆接件进行有效检测，根据铆钉的大小将差动式检测线圈调节到铆接件裂纹的位置，使得差动式检测线圈在扫查的过程中经过缺陷，从而对磁场产生最大程度的扰动，使差动式检测线圈组拾取到蕴含缺陷信息的涡流场信号，大大提高探头的检测灵敏度，实现检测到铆接件内部隐藏缺陷的目的。通过设置大直径激励线圈并采用旋转检测的扫查方法，这样可以使探头在旋转检测小间距铆接件时激励线圈产生的磁场相对于周围铆钉是静止的，不会受到干扰，同时激励磁场的渗透深度随激励线圈直径的增大而加深，采用大直径的激励线圈增加了探头的渗透能力，从而使探头能够检测铆接件中更深处的裂纹缺陷。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。

Claims (8)

1.一种检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头，其特征在于：包括用于产生激励磁场的激励单元、用于拾取检测信号的检测单元以及用于屏蔽直接耦合通道电磁场的屏蔽层，所述激励单元包括激励线圈和第一聚磁磁路，所述检测单元包括差动式检测线圈和第二聚磁磁路，所述屏蔽层包括第一屏蔽件和第二屏蔽件，所述屏蔽层为多层屏蔽结构。

2.根据权利要求1所述的一种检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头，其特征在于：所述差动式检测线圈为小直径绕制圆形线圈，所述第二聚磁磁路的结构为圆柱体，所述差动式检测线圈卷绕于第二聚磁磁路上，所述差动式检测线圈与第二聚磁磁路以探头中心为圆心，沿半径方向根据被检铆接件铆钉直径调节移动。

3.根据权利要求2所述的一种检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头，其特征在于：所述激励线圈为大直径绕制圆形线圈，所述激励线圈置于探头整体外侧且将第一聚磁磁路、屏蔽层、差动式检测线圈包含在其内部，所述第一聚磁磁路为空心圆柱，所述大直径绕制圆形线圈卷绕于所述第一聚磁磁路上。

4.根据权利要求3所述的一种检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头，其特征在于：所述第一聚磁磁路紧贴于所述激励线圈内部，所述第二聚磁磁路紧贴于所述差动式检测线圈内部。

5.根据权利要求4所述的一种检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头，其特征在于：所述屏蔽层紧贴于所述第一聚磁磁路内部，所述屏蔽层包括第一屏蔽件和第二屏蔽件，所述第一屏蔽件由铜材料制成，所述第二屏蔽件由铝合金材料制成，所述第一聚磁磁路、所述第二聚磁磁路的材料为铁氧体或者硅钢。

6.根据权利要求5所述的一种检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头，其特征在于：所述激励线圈同时通以低频正弦激励信号产生低频磁场。

7.根据权利要求6所述的一种检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头，其特征在于：所述第一聚磁磁路、激励线圈、屏蔽层均与铆钉同心放置。

8.一种应用于权利要求1-7所述的检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头的远场涡流检测方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一：置于被检铆接结构件上的激励线圈通以低频正弦波信号，所述激励线圈与被检铆钉同心放置产生低频磁场：

步骤二：调节所述检测单元使所述差动式检测线圈外切于被检铆接件铆钉，沿铆接件铆钉表面以铆钉为圆心旋转检测小间距铆钉孔缺陷的可调节探头，使置于铆钉孔边缘的检测单元在拾取到包含被检铆接件内部缺陷信息的远场涡流信号，并将信号发送到信号调理模块和显示模块进行处理。