CN210071741U - 一种金属管道工件裂纹快速检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种金属管道工件裂纹快速检测装置，包括底托印制电路板，两个导磁侧柱、横磁板、激励线圈、两个磁传感芯片、旋转轴和驱动电机，两个所述导磁侧柱平行固定在所述底托印制电路板两侧的上表面，所述横磁板的两端分别固定在两个所述导磁侧柱的侧面，且所述横磁板与两个所述导磁侧柱垂直并形成“H”形检测头，所述激励线圈均匀绕至在横磁板的表面，所述激励线圈的两线端均与高频激励源连接，两个所述磁传感芯片分别设置所述横磁板的水平中轴线上且与所述导磁侧柱左右两端处对齐。本实用新型结构简单、设计合理，能够快速的对金属管道进行检测，且能够准确找到裂纹的位置。
Description
技术领域
本实用新型涉金属工件检测技术领域，具体为一种金属管道工件裂纹快速检测装置。
背景技术
金属是现代工业中最常用的材料，金属材质的工件都比较坚硬。但坚固金属材料也会出现一些小问题，因此我们会对金属材质的工件进行裂纹检测，来监测它的受损程度。涡流技术ECT是检测管道和导电平台缺陷的有效非破坏性方法之一。多年来，许多研究人员已经应用ECT来检测和评估诸如焊接区等不平坦表面上的裂缝等缺陷。涡流检测办法具有非接触性避免破坏工件的完整性。传统的涡流检测头通常采用圆形线圈作为激励的探测头，仅限于单一平面的检测。对于大平面或者立体管道的裂纹检测效率低下无法适用。
例如，申请号为201811644512.6，名称为一种双频率均匀涡流及深裂纹混频检测信号提取技术的发明专利。
该发明具备双频探头检测灵敏度高效率快，同时有效提高检测探头的灵敏度。
但是，该发明专利仍然存在以下缺陷：仅能对单一板面进行检测，对于立体空心金属管道检测难度大，效率低，难以满足工业对金属管道元件检测的需求。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本实用新型提供一种能够对金属材质的管道进行裂纹检测的金属管道工件裂纹快速检测装置。
为了达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
本实用新型是一种金属管道工件裂纹快速检测装置，包括底托印制电路板，两个导磁侧柱、横磁板、激励线圈、两个磁传感芯片、旋转轴和驱动电机；
两个导磁侧柱平行固定在底托印制电路板两侧的上表面，横磁板的两端分别固定在两个导磁侧柱的侧面，且横磁板与两个导磁侧柱垂直并形成“H”形检测头，激励线圈均匀绕至在横磁板的表面，激励线圈的两线端均与高频激励源连接，两个磁传感芯片分别设置横磁板的水平中轴线上且与导磁侧柱左右两端处对齐；
在横磁板的中心处设置有安装旋转轴的旋转轴安装孔，驱动电机驱动旋转轴转动，在驱动电机下端的旋转轴上设置有保护平盖板。
本实用新型的进一步改进在于：保护平盖板的几何中心处设置有用于旋转轴安装的平盖板通孔，平盖板通孔内设置有支撑轴承。
本实用新型的进一步改进在于：在横磁板的两端上表面均设置有固定支撑底座，在旋转轴在靠近横磁板处的外表面固定设置有紧固套，紧固套与支撑底座之间固定连接有斜侧撑杆。
本实用新型的进一步改进在于：斜侧撑杆与紧固套的连接处设置有装钉板。
本实用新型的进一步改进在于：磁传感芯片为各向异性磁传感芯片、磁通门传感芯片、磁隧道结传感芯片或巨磁电阻传感芯片。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过激励线圈产生探测磁场被“H”形检测头分流成两端对称的探测磁场，由于高频磁场信号作用于检测的金属元件并在元件表面形成涡流，涡流的感生磁场与传感器的敏感轴方向垂直，一旦金属发现裂纹缺陷传感器即可检测到，由于驱动电机的旋转带动检测头旋转能够对金属管道元件内部进行检测，管道仅需上下移动通过检测结果即可准确找出裂纹位置；双传感器检测有效避免单一传感器检测带来的不定误差导致测量结果不准确等问题；关键旋转探头的设计能够同时对金属管道同一平面快速检测，检测效率高，非接触检测对元件无损害，检测精度高能够准确找到管道工件裂纹的位置。
本实用新型结构简单、设计合理，能够快速的对金属管道进行检测，且能够准确找到裂纹的位置。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为本实用新型探测头部结构示意图；
图3为本实用新型探测头部俯视图；
图4为本实用新型探测头部磁场与涡流流向分布示意图。
其中：1-旋转轴，2-横磁板，201-旋转轴安装孔，3-导磁侧柱，4-底托印制电路板，5-磁传感芯片，6-保护平盖板，601-平盖板通孔，7-支撑轴承；8-驱动电机；9-禁固套，901-装钉板，10-斜侧撑杆，11-固定支撑底座，12-激励线圈，13-高频激励源。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-4所示，本实用新型是一种金属管道工件裂纹快速检测装置，包括底托印制电路板4，两个导磁侧柱3、横磁板2、激励线圈12、两个磁传感芯片5、旋转轴1和驱动电机8；
两个导磁侧柱3平行固定在底托印制电路板4两侧的上表面，横磁板的两端分别固定在两个导磁侧柱3的侧面，且横磁板与两个导磁侧柱垂直并形成“H”形检测头，激励线圈12均匀绕至在横磁板2的表面，激励线圈12的两线端均与高频激励源13连接，高频激励源13为激励线圈12提供适当频率的电流信号，激励线圈12内进而形成用于探测的磁场信号，两个磁传感芯片5分别设置横磁板2的水平中轴线上且与导磁侧柱3左右两端处对齐，磁传感芯片5为各向异性磁传感芯片、磁通门传感芯片、磁隧道结传感芯片或巨磁电阻传感芯片。
在横磁板2的中心处设置有安装旋转轴1的旋转轴安装孔201，驱动电机8驱动旋转轴1转动，在驱动电机8下端的旋转轴1上设置有保护平盖板6；保护平盖板6的几何中心处设置有用于旋转轴1安装的平盖板通孔601，平盖板通孔601内设置有支撑轴承7，旋转轴1通过支撑轴承7安装在平盖板6上；
激励线圈12缠绕在旋转轴安装孔201两侧的横磁板2上，且激励线圈12的两端均与高频激励电源相连，“H”形检测头内的横磁板2上缠绕的激励线圈12受到交变电流驱动后产生交变磁场信号，该信号被两个导磁侧柱3分别导向四个方向，形成两个对称的环路磁场信号。在该环路信号作用于待探测的金属管内壁时受到金属内壁涡流作用，该涡流方向与磁传感芯片5的灵敏轴方向一致，在平滑的管道检测时，磁传感芯片5无法检测到涡流传声的感生磁场信号，但是当待检测的金属管道元件出现裂纹，涡流场出现畸变导致涡流产生的感生磁场不再完全垂直于磁传感芯片5的灵敏轴，此时的磁传感芯片5处存在涡流产生的平行于磁传感芯片5的灵敏轴方向的磁场，传感器产生输出电压，裂纹被检测到。
在使用时，首先将待测金属管道置于“H”形检测头的正下方，此时打开驱动电机8，驱动电机8带动旋转轴1转动进而带着“H”形检测头在水平面内转动。“H”形检测头内的横磁板2上缠绕的激励线圈12受到交变电流驱动后产生交变磁场信号，交变磁场信号作用于待测金属管道产生涡流效应，传感器通过对涡流产生的感生磁场来检测金属管道内裂纹分布情况。为了保证整个探测装置的稳定性，保护平盖板6的设置不仅能避免装置在旋转时左右晃动，同时避免了检测头被灰尘污染。紧固套9、固定支撑底座11和斜侧撑杆10同样是为了稳定H形探测头，增强其平衡性，其次增强整个结构的连接强度。
本实用新型结构简单、设计合理，能够快速的对金属管道进行检测，且能够准确找到裂纹的位置。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (5)
1.一种金属管道工件裂纹快速检测装置，其特征在于：包括底托印制电路板（4），两个导磁侧柱（3）、横磁板（2）、激励线圈（12）、两个磁传感芯片（5）、旋转轴（1）和驱动电机（8）；
两个所述导磁侧柱（3）平行固定在所述底托印制电路板（4）两侧的上表面，所述横磁板的两端分别固定在两个所述导磁侧柱（3）的侧面，且所述横磁板与两个所述导磁侧柱垂直并形成“H”形检测头，所述激励线圈（12）均匀绕至在横磁板（2）的表面，所述激励线圈（12）的两线端均与高频激励源（13）连接，两个所述磁传感芯片（5）分别设置所述横磁板（2）的水平中轴线上且与所述导磁侧柱（3）左右两端处对齐；
在所述横磁板（2）的中心处设置有安装所述旋转轴（1）的旋转轴安装孔（201），所述驱动电机（8）驱动所述旋转轴（1）转动，在所述驱动电机（8）下端的所述旋转轴（1）上设置有保护平盖板（6）。
2.根据权利要求1所述的一种金属管道工件裂纹快速检测装置，其特征在于：所述保护平盖板（6）的几何中心处设置有用于所述旋转轴（1）安装的平盖板通孔（601），所述平盖板通孔（601）内设置有支撑轴承（7）。
3.根据权利要求1所述的一种金属管道工件裂纹快速检测装置，其特征在于：在所述横磁板（2）的两端上表面均设置有固定支撑底座（11），在所述旋转轴（1）在靠近所述横磁板（2）处的外表面固定设置有紧固套（9），所述紧固套（9）与所述支撑底座（11）之间固定连接有斜侧撑杆（10）。
4.根据权利要求3所述的一种金属管道工件裂纹快速检测装置，其特征在于：所述斜侧撑杆（10）与所述紧固套（9）的连接处设置有装钉板（901）。
5.根据权利要求1-4任意一条所述的一种金属管道工件裂纹快速检测装置，其特征在于：所述磁传感芯片（5）为各向异性磁传感芯片、磁通门传感芯片、磁隧道结传感芯片或巨磁电阻传感芯片。
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