CN207675704U - 阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构，技术方案是，包括探头本体，探头本体包括壳体，壳体内在底板上设置有多个检测线圈，每个检测线圈的外部均套装有用于消除空间散射漏磁通的磁罐，磁罐外侧的壳体内设置有励磁线圈，励磁线圈与检测线圈之间设置有用于聚焦磁路的屏蔽线圈，本实用通过磁罐和屏蔽线圈的磁屏蔽技术消除空间散射漏磁通的干扰，提高了缺陷分辨力，在检测过程中8个检测线圈均可独立成像，且检测灵敏度始终保持一致，避免了缺陷漏检，一次操作即可检测探头覆盖的受热面钢管内壁缺陷，无需往复操作，提高了检测效率，使用方便，效果好，是阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构上的创新。

Description

阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构

技术领域

本实用新型涉及低频涡流检测技术领域，特别是一种阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构。

背景技术

低频涡流检测实际上是一个电磁和电涡流复合的双机理系统,检测缺陷对磁通和涡流场的扰动而使空间散射的漏磁通出现的非对称分布,激励和检测线圈之间不再是简单的相互垂直的电磁场传递方式。

但导致漏磁通非对称分布的因素非常多，当同时采用多个低频检测线圈，即阵列低频涡流检测，激励线圈与检测线圈之间，各检测相互之间都存在的散射漏磁通，将严重干扰检测结果。如何一定范围内屏蔽或消除相互之间的干扰磁场，从而营造一个相对的静磁场空间，成为了本领域技术人员关系的问题。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构，可有效解决阵列低频涡流探头屏蔽或消除线圈相互之间的干扰磁场，从而营造一个相对的静磁场空间的问题。

本实用新型解决的技术方案是，一种阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构，包括探头本体，探头本体包括壳体，壳体内在底板上设置有多个检测线圈，每个检测线圈的外部均套装有用于消除空间散射漏磁通的磁罐，磁罐外侧的壳体内设置有励磁线圈，励磁线圈与检测线圈之间设置有用于聚焦磁路的屏蔽线圈。

所述磁罐采用铁淦氧制成，磁罐覆盖检测线圈。

所述壳体的底板截面呈向上凹的弧面形，检测线圈有沿底板同一径向截面的弧面形周向均布的多个，所述底板的弧度为2π/3，检测线圈有均布的8个,每个磁罐均覆盖与其一一对应的检测线圈。

所述壳体的底板两侧设置有导向胶轮。

所述壳体外部设置有探头插座，每个检测线圈输出端分别与放大器的输入端相连，放大器的输出端和励磁线圈的输入端均与探头插座相连。

本实用新型结构新颖独特，简单合理，易生产，易操作，成本低，采用8个沿圆周方向阵列的检测探头可有效覆盖被检受热面管125°圆周面积，并通过磁罐和屏蔽线圈的磁屏蔽技术消除空间散射漏磁通的干扰，提高了缺陷分辨力，在检测过程中8个检测线圈均可独立成像，且检测灵敏度始终保持一致，避免了缺陷漏检，一次操作即可检测探头覆盖的受热面钢管内壁缺陷，无需往复操作，检测数据通过数据编码器同步记录，有利于检测资料调用分析和存档，提高了检测效率，使用方便，效果好，是阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构上的创新。

附图说明

图1为本实用新型使用状态的剖视图。

图2为本实用新型使用状态的右视图。

图3为本实用新型使用状态的剖面侧视图。

图4为本实用新型电路原理框式示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1-4给出，本实用新型包括探头本体，探头本体包括壳体1，壳体1内在底板上设置有多个检测线圈11，每个检测线圈11的外部均套装有用于消除空间散射漏磁通的磁罐10，磁罐10外侧的壳体1内设置有励磁线圈7，励磁线圈7与检测线圈11之间设置有用于聚焦磁路的屏蔽线圈9。

为保证使用效果，所述磁罐10采用铁淦氧制成，磁罐覆盖检测线圈，通过覆盖检测线圈的磁罐进行磁屏蔽，铁淦氧具有高磁导率，利用磁路分流原理对低频电磁场进行屏蔽，消除空间散射的漏磁通的干扰，提高了缺陷分辨力，在检测过程中8个检测线圈均可独立成像，且检测灵敏度始终保持一致，避免了缺陷漏检。

所述壳体1的底板1a截面呈向上凹的弧面形，检测线圈11有沿底板同一径向截面的弧面形周向均布的多个；所述底板1a的弧度为2π/3，检测线圈11有均布的8个,每个磁罐均覆盖与其一一对应的检测线圈，每个检测线圈检测灵敏度相同，这8个检测线圈沿底板的圆周方向可有效覆盖被检受热面管120°圆周面积，并通过覆盖检测线圈的磁罐进行磁屏蔽，消除空间散射漏磁通的干扰，提高了缺陷分辨力；在检测过程中8个检测线圈均可独立成像，且检测灵敏度始终保持一致，避免了缺陷漏检；

所述壳体1的底板1a两侧设置有导向胶轮4；所述的导向胶轮4有4个，分别两两设置在壳体底板的两侧，导向胶轮的底部伸出壳体的下端面，且均呈向下、向内倾斜设置，可与待测钢管5的管壁完全贴合，也可增加伸缩调节的功能，便于提高系统稳定性。

所述壳体1外部设置有探头插座2，每个检测线圈11输出端分别与放大器12的输入端相连，放大器12的输出端和励磁线圈7的输入端均与探头插座2相连。

所述的壳体1一端设置有用于同步记录检测数据的编码器8；编码器8安装在壳体的尾部，并可以安装扭簧，利用扭簧弹力压紧确保在壳体行走过程中始终与待测钢管5的管壁接触，用以实时采集阵列扫查探头轴向扫查的距离，同步记录检测数据，便于数据后期处理、存档；

所述壳体1上设置有与探头插座2相连的冻结调零开关6；仪器出现异常信号，冻结调零开关可以锁定屏幕图像，以便进一步观察判定。以往的仪器操作人员通常得先搁置探头，然后再按下仪器冻结开关，由于仪器相移扫描曲线是随时间滚动的，因而将产生时间差，难于及时捕捉到检测信号，将仪器检测信号冻结调零开关前置，在低频阵列扫查探头外壳上设置可以即时冻结疑是信号，消除时间差的困扰。另外，扫查检测过程，视现场状况会出现各种干扰，以致基线偏离零点，需及时调整归零。显然，搁置探头来调零操作是不可行的。在保持探头状态下又难于进行调零操作。将仪器调零开关前置，在低频阵列扫查探头外壳上设置调零开关，调零操作便得心应手。

所述的壳体1顶部设置有手柄3，方便手持操作；所述探头插座2通过数据线与涡流检测主机相连；所述壳体1内设置有用于安装放大器12和励磁线圈7的支架1b。

本实用新型在检测电站锅炉受热面管内壁腐蚀缺陷时，将探头插座2通过数据线与涡流检测主机相连，现场取同规格同材料的试验样管标定缺陷判废依据，实施检测时将两组导向胶轮紧贴待测钢管5的表面，探头与管壁之间无需刷涂耦合剂，手动推动探头进行检测，当载有交变电流的励磁线圈靠近导电材料制成的待测钢管时，由于线圈磁场的作用，导电材料中会感生出涡流，涡流的大小、相位及流动形式受导电材料性能的影响，而涡流产生的反作用磁场又使检测线圈的阻抗发生变化，阻抗经放大器信号放大处理后的阻抗图显示在涡流检测主机的显示屏中，通过测定检测线圈的阻抗变化规律即可确定材料中有无缺陷；编码器同步记录检测数据，一次扫查即可检测探头覆盖面积下的管壁质量，由于在有效覆盖面积下的各检测线圈灵敏度均等，有效控制了缺陷漏检率，提高了检测效率，磁罐采用高导磁率的铁淦氧材料制作，可有效消除空间散射的漏磁通；屏蔽线圈布置在磁罐外侧，用于限制、聚焦磁路并将其引至检测线圈；激励线圈和检测线圈之间形成两种相互垂直的电磁场传递方式，有利于发现取向不同的线形缺陷；各线圈的信号可以分开传入仪器，有效的避免了不同线圈间的互感。

为屏蔽或消除干扰磁场，营造一个相对的静磁场空间，提高拾取缺陷信号灵敏度和准确性，激励线圈芯棒的形状采用半弧形，沿锅炉水冷壁管轴向设置，在被测锅炉水冷壁管管壁沿轴向路径激发涡流场；考虑到导磁性加工工艺性，材质采用矫顽力极小的工业纯铁作芯棒，为产生强激励磁场，提高激励功率，采用大电流功率线圈，因而激励线圈线径应尽量加粗，才可增加匝数。经试验后，线径选用0.8，匝数绕1200匝，低频涡流检测实际上是检测缺陷对磁通和涡流场的扰动而使空间散射的漏磁通出现的非对称分布，而激励线圈与检测线圈之间，各检测相互之间都存在的散射漏磁通，将严重干扰检测结果。为营造一个相对的静磁场空间，使接收线圈免受空间散射漏磁通的干扰；所述8个阵列低频接收线圈均采用静磁屏蔽（简称磁屏蔽）技术，即利用磁路分流原理产生磁场屏蔽罩以屏蔽外磁场。屏蔽磁罐材料选用高磁导率μ铁淦氧磁芯，根据磁聚焦原理，屏蔽磁罐的形状设计为U字形，屏蔽磁罐内再设置检测线圈，检测线圈的方位取向为周向，与激励线圈呈正交态势。经实验发现还有残余干扰信号，为此，除采用静磁屏蔽外，额外增加电屏蔽技术。即在接收线圈与激励线圈之间增加一个将8个阵列线圈同时罩住的屏蔽线圈。屏蔽线圈芯棒的形状也采用半弧形，但方位取向沿锅炉水冷壁管的周向圆弧，考虑到导磁性和加工工艺性，材质采用矫顽力极小的工业纯铁作芯棒。屏蔽线圈,采用0.17线径的铜质漆包线，绕320匝，内置低噪声放大器，失真小，线性度好，增益稳定和抗干扰能力强。提高信号传输信噪比，并可将探头与制剂联接线增加至数十米。与现有技术相比，本实用新型结构新颖独特，简单合理，易生产，易操作，成本低，采用8个沿圆周方向阵列的检测探头可有效覆盖被检受热面管125°圆周面积，并通过磁罐和屏蔽线圈的磁屏蔽技术消除空间散射漏磁通的干扰，提高了缺陷分辨力，在检测过程中8个检测线圈均可独立成像，且检测灵敏度始终保持一致，避免了缺陷漏检，一次操作即可检测探头覆盖的受热面钢管内壁缺陷，无需往复操作，检测数据通过数据编码器同步记录，有利于检测资料调用分析和存档，提高了检测效率，探头内设置前置的放大器，先将信号放大，放置信号在传输过程中的衰减，将冻结调零开关前置，消除时间差的困扰，基线偏离零点时，可及时调整归零，使用方便，效果好，是阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构上的创新，有良好的社会和经济效益。

Claims (10)

1.一种阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构，包括探头本体，其特征在于，探头本体包括壳体（1），壳体（1）内在底板上设置有多个检测线圈（11），每个检测线圈（11）的外部均套装有用于消除空间散射漏磁通的磁罐（10），磁罐（10）外侧的壳体（1）内设置有励磁线圈（7），励磁线圈（7）与检测线圈（11）之间设置有用于聚焦磁路的屏蔽线圈（9）。

2.根据权利要求1所述的阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构，其特征在于，所述磁罐（10）采用铁淦氧制成，磁罐覆盖检测线圈。

3.根据权利要求1所述的阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构，其特征在于，所述壳体（1）的底板（1a）截面呈向上凹的弧面形，检测线圈（11）有沿底板同一径向截面的弧面形周向均布的多个。

4.根据权利要求3所述的阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构，其特征在于，所述底板（1a）的弧度为2π/3，检测线圈（11）有均布的8个,每个磁罐均覆盖与其一一对应的检测线圈。

5.根据权利要求3所述的阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构，其特征在于，所述壳体（1）的底板（1a）两侧设置有导向胶轮（4）。

6.根据权利要求5所述的阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构，其特征在于，所述的导向胶轮（4）有4个，分别两两设置在壳体底板的两侧，导向胶轮的底部伸出壳体的下端面，且均呈向下、向内倾斜设置。

7.根据权利要求1、2、3、4、5或6中任意一项所述的阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构，其特征在于，所述壳体（1）外部设置有探头插座（2），每个检测线圈（11）输出端分别与放大器（12）的输入端相连，放大器（12）的输出端和励磁线圈（7）的输入端均与探头插座（2）相连。

8.根据权利要求7所述的阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构，其特征在于，所述的壳体（1）一端设置有用于同步记录检测数据的编码器（8）。

9.根据权利要求7所述的阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构，其特征在于，所述壳体（1）上设置有与探头插座（2）相连的冻结调零开关（6）。

10.根据权利要求7所述的阵列低频涡流探头线圈屏蔽结构，其特征在于，所述的壳体（1）顶部设置有手柄（3）。