CN206876631U - 一种带图谱的涡流检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种带图谱的涡流检测设备，包括图谱运行控制机和轨迹感应器式涡流探头。图谱运行控制机由信号显示区、缺陷轨迹区及探头运行区组成。内部设置激励信号输入输出模拟电路、报警提示电路、信号轨迹运行数字模板、信号轨迹采集输出模板、探头轨迹采集及数据编辑输出板块。在进行探伤检测前将待检测工件的图形按比例绘制在电脑上，通过数据线传输给图谱运行控制机，探头在检测运行过程中通过轨迹感应器可在探头运行区显示出探头在所探工件上的位置，同时记录运行的轨迹，在获取到裂纹信号后，经过输入处理和分析，可在信号显示区显示出缺陷信号并报警提示，并在缺陷轨迹区通过报警提示，通过数据分析及软件识别控制，绘制出缺陷轨迹图谱。

Description

一种带图谱的涡流检测设备

技术领域

本实用新型涉及涡流探伤检测领域，具体涉及一种可记录缺陷轨迹的带图谱的涡流检测设备。

背景技术

涡流检测是国内外普遍应用的检测表面缺陷的无损检测方法，广泛应用于军工、航空、铁路、工矿或野外及现场使用，广泛应用于各类有色金属、黑色金属管、棒、线、丝、型材的在线、离线探伤。对金属管、棒、线、丝、型材的缺陷，如表面裂纹、暗缝、夹渣和开口裂纹等缺陷均具有较高的检测灵敏度。

传统涡流检测的原理：利用电磁感应原理，检测导电构件表面和近表面缺陷的一种探伤方法，其原理是用激磁线圈使导电构件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的变化量，从而获得构件缺陷的有关信息。

脉冲涡流的检测原理：激励电流为具有一定脉冲宽度的方波，为了使导体中感应的电流足够强，激励电流需经过功率放大后再驱动探头，由于激励电流为周期性的方波，随着激励电流在上升沿和下降沿的周期翻转，根据电磁感应定律，这时就会产生周期性跳变的磁场，此磁场感应出的脉冲涡流就会在导体中传播。

国内外的涡流检测设备以传统涡流较多，脉冲涡流检测设备较少，无论是哪种涡流检测设备，目前能达到的只是根据提供的激励信号，涡流磁场方向与外加电流的磁化方向相反，因此将抵消一部分外加电流，从而使线圈的阻抗、通过电流的大小相位均发生变化。工件的直径、厚度、电导率和磁导率的变化以及有缺陷存在时，均会影响线圈的阻抗。若保持其他因素不变，仅将缺陷引起阻抗的信号取出，经仪器放大并予检测，就能达到探伤目的。同时由于涡流探伤时可以根据表面下的涡流滞后于表面涡流一定相位，采用相位分析，进行缺陷信号分析。

目前的涡流检测设备，只能为操作者提供涡流信息的变化量，让操作者判断有无缺陷，对于探头在工件上的实际位置及缺陷的准确走行均无法提供。

实用新型内容

本实用新型主要内容在于提供一种能够将传统涡流与脉冲涡流的优点相结合，具备激励及响应包含的频率范围宽、对感应磁场进行时域的瞬态分析及更深的渗透深度，除了能通过信号响应进行缺陷识别外，还可以监控到探头的移动走行位置，绘制缺陷轨迹的带图谱的涡流检测设备。

本实用新型的目的在于提供一种可以监控检测区域，达到不漏检；可以进行缺陷轨迹绘制，实现对缺陷的仿真识别度，达到不误判；可实现较深的检测深度，达到适用范围更广；采用时域的瞬态分析，达到检测速度更快，提高检测效率。

本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型主要由图谱运行控制机和轨迹感应器式涡流探头组成。

所述的图谱运行控制机由信号显示区、缺陷轨迹区及探头运行区组成，上部分为信号显示区，下部分分为左右两个区域，左区域为探头运行区；右区域为缺陷轨迹区。

所述图谱运行控制机内部设置激励信号输入输出模拟电路、报警提示电路、信号轨迹运行数字模板、信号轨迹采集输出模板、探头轨迹采集及数据编辑输出板块。

所述的图谱运行控制机是系统的核心，各个模块都有自身特殊的要求。其中激励信号源的输入输出模拟电路，要求频率成分稳定，精度高，信号的上跳沿和下跳沿陡峭。功率放大电路要求转换速率高，实现各种频率成分的无失真放大，从而实现方波信号的无失真输出。

所述的报警提示电路采用声光报警，软件设置报警控制信号基线，当上跳沿和下跳沿超过设置基线后，装置自动报警提示。

所述的激励信号输入输出模拟电路上方重叠焊接报警提示电路。

所述的信号轨迹运行数字模板及信号轨迹采集输出模板并列连接，与微机进行数据编辑及接收模板，均采用软硬件结合编程控制。软件基于WindowsXP平台，主要实现的功能是通过探头内置的轨迹感应器搜集的信号通过采集卡控制、单片机控制、数据采集、存储、显示控制、数字滤波和相对信号变化分析等。采集卡控制用于控制采集卡的采样间隔、采样精度、采样时间和采样频率等，来确定和分析缺陷信号轨迹。单片机控制通过向下位单片机发送频率控制字，控制方波激励脉冲的频率。

在信号轨迹运行数字模板与信号轨迹采集输出模板上方焊接探头轨迹采集板块及数据编辑输出板块。

数据编辑输出板块的存储显示用于控制采集卡采集数据、存盘和显示。采用数字滤波程序能够极大衰减原始信号中夹杂的工频干扰和其他干扰。相对信号识别变化分析是用特定算法提取信号特征量，将被检测区域的相对信号变化计算出来。

所述的探头轨迹采集板块能够同步每次采集的脉冲涡流信号，使一组脉冲涡流信号具有严格相同的起始时间和结束时间，并且能够根据信号分析需要调节欲采集的信号时段，区分激励信号的上跳和下跳沿，便于采集和分析处理。

所述的与微机进行数据编辑输出板块为适应检测系统便携性的要求，采用USB接口，实现数据采集和传输。

所述的轨迹感应式涡流探头内置轨迹感应器，由激励线圈发射激励脉冲，通过检测线圈接收并检测工件表面信号变化征，通过轨迹感应器传输给前置放大器，由前置放大器经过信号放大及调理电路传输给图谱运行控制机的激励信号输入输出电路。可根据探头的走行位置，通过轨迹感应器记录走行轨迹，通过软件提取信息，依次记录在探头运行区。

所述的带图谱的涡流检测设备，在进行探伤检测前可将待检测工件的图形按比例绘制在电脑上，通过数据线传输给图谱运行控制机，探头在检测运行过程中通过轨迹感应器可在探头运行区显示出探头在所探工件上的走行位置，同时记录上下左右运行的轨迹，在获取到裂纹信号后，通过信号传输，经过图谱运行控制机的输入处理和分析，可在信号显示区显示出缺陷信号并报警提示，并在缺陷轨迹区通过报警提示，图谱运行控制机通过数据分析及软件识别控制，绘制出缺陷轨迹图谱。

本实用新型的特点是具备传统涡流及脉冲涡流的优点，并在检测过程中可知道探头在检测工件上的位置及走行轨迹，防止漏检。可通过图谱判断缺陷走行的方向及所在工件的具体位置，并可测量出缺陷长度及标注出缺陷在工件上的具体位置。可提高检测效率及保证检测结果的可靠性。

附图说明

图1为带图谱的涡流检测设备原理模块图；

图2为带图谱的涡流检测设备外观图

附图标记说明

图1标记说明 1激励信号源；2功率放大器；3激励信号接收单元；4激励信号输入输出电路；5发光二极管；6蜂鸣器；7报警提示电路；8采集卡控制单元；9单片机控制；10信号轨迹运行数字模板；11采集触发模块；12数字滤波；13信号轨迹采集输出模板；14探头轨迹采集板块；15数据编辑输出板块；16探头运行轨迹区；17USB数据采集模块；18缺陷轨迹区；19信号显示区；20激励线圈；21检测线圈组；22轨迹感应器；23前置放大器；24信号放大及调理电路；25图谱运行控制机；26轨迹感应器式涡流探头

图2标记说明27信号显示区；28探头运行轨迹区；29缺陷轨迹区；30图谱运行控制机；31轨迹感应器式涡流探头；32激励线圈；33检测线圈；34轨迹感应器；35连接线

具体实施方式

下面结合附图和本实用新型的优选实施例进一步说明本实用新型。

图谱运行控制机25通过轨迹感应器涡流探头26内的激励线圈20发射激励脉冲，由检测线圈21接收并检测工件表面信号变化征，通过轨迹感应器22传输给前置放大器23，由前置放大器23经过信号放大及调理电路24传输给图谱运行控制机25的激励信号输入输出电路4。

图谱运行控制机25内的激励信号源1发射激励信号，通过功率放大器2传输到激励信号接收单元3，与轨迹感应器涡流探头26内的信号同时传送给激励信号输入输出电路4。

内部经过激励信号输入输出电路4检测到工件表面信号变化量后，通过报警提示电路7进行信号识别，通过发光二极管5及蜂鸣器6进行声光报警提示。

信号轨迹运行数字模板10接到报警提示电路7的报警提示后，通过采集卡控制单元8及单片机控制9进行数据运行处理及分析后，输入到信号轨迹采集输出模板13，经过采集触发模块11和数字滤波12进行对工件信号变化量及探头检测到的缺陷的起始及终止信号轨迹的识别及分析，自动记忆输出轨迹。再通过探头轨迹采集板块14采集到的探头位置信号，记忆并描绘出探头的走行位置。

所有数据经过数据编辑输出板块15的分析及处理，在图谱运行控制机25的界面上分别显示出信号显示区19、缺陷轨迹区18和探头运行轨迹区16，并最终通过USB数据采集模块17的输入输出，存储打印出检测报告。

具体表现在带图谱的涡流检测设备上的进一步说明：

设备通电后，通过轨迹感应器式涡流探头31内的激励线圈32发射激励信号给检测线圈33，检测线圈33检测到工件表面变化量后，通过连接线35传输给图谱运行控制机25上的信号显示区27，显示有无缺陷。通过轨迹感应器式涡流探头31内的轨迹感应器34感应到探头所在工件的具体位置及缺陷形状及走行，通过连接线35传输到图谱运行控制机25上的探头运行轨迹区28和缺陷轨迹区29。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。

Claims (3)

1.一种带图谱的涡流检测设备，其特征在于：所述带图谱的涡流检测设备由图谱运行控制机和轨迹感应器式涡流探头组成；图谱运行控制机由信号显示区、缺陷轨迹区及探头运行区三部分组成；内部设置激励信号输入输出模拟电路、报警提示电路、信号轨迹运行数字模板、信号轨迹采集输出模板、探头轨迹采集及数据编辑输出板块。

2.根据权利要求1所述的带图谱的涡流检测设备，其特征在于：所述带图谱的涡流检测设备的显示界面由三部分组成，上部分为信号显示区，下部分分为左右两个区域，左区域为探头运行区；右区域为缺陷轨迹区。

3.根据权利要求1所述的带图谱的涡流检测设备，其特征在于：所述带图谱的涡流检测设备内包含的激励信号输入输出模拟电路，上方重叠焊接报警提示电路；信号轨迹运行数字模板与信号轨迹采集输出模板并列连接；在信号轨迹运行数字模板与信号轨迹采集输出模板上方焊接探头轨迹采集及数据编辑输出板块。