CN211318300U

CN211318300U - 一种基于交流电磁场的七通道传感器阵列探头

Info

Publication number: CN211318300U
Application number: CN202020000924.2U
Authority: CN
Inventors: 刘阳; 李伟; 袁新安; 朱玉凯; 赵建明; 王勇胜; 王振翔; 王克宇
Original assignee: China University of Petroleum East China
Current assignee: China University of Petroleum East China
Priority date: 2020-01-02
Filing date: 2020-01-02
Publication date: 2020-08-21
Anticipated expiration: 2030-01-02

Abstract

本实用新型提供一种基于交流电磁场的七通道传感器阵列探头，包括顶盖、缠绕矩形激励线圈的宽U型磁芯、信号采集与处理电路板、壳体、雷莫接头和陶瓷底板。七通道传感器阵列探头包括探头外壳，以及外壳内部所包含的缠绕矩形激励线圈的宽U型磁芯、信号采集与处理电路板、雷莫接头。七通道传感器阵列探头外壳由顶盖、壳体和陶瓷底板相连接，顶盖四个角处设计锥形沉头孔，壳体四个角处设计螺纹孔，实现内部结构的封装，壳体与陶瓷底板相连接，有效防止探头磨损。七通道传感器阵列探头依次通过顶盖、缠绕矩形激励线圈的宽U型磁芯、信号采集与处理电路板、壳体、雷莫接头和陶瓷底板组装成型。七通道传感器的使用，增加扫查面积，一次扫查即可实现对大面积对象的检测，提高检测效率，有效防止缺陷漏检造成“盲视”问题，减少检测人员工作量，适合于实际检测。

Description

一种基于交流电磁场的七通道传感器阵列探头

技术领域

本发明涉及检测探头领域，尤其涉及一种基于交流电磁场的七通道传感器阵列探头。

背景技术

交流电磁场检测(Alternating Current Field Measurement)技术是一种新兴的电磁场无损检测技术，通过探头中的激励模块产生激励磁场，在工件中感应出均匀的交变电流，电流在遇到缺陷时导致空间磁场畸变，探头中的检测模块采集工件上方畸变的电磁场信息并进行进一步的信号调理分析，便可以获得能够体现缺陷几何形状特征的尺寸信息，从而实现对缺陷的定量分析。该技术可以检测导电材料中的表面裂纹、断裂和其他缺陷，省掉了对待检测区域进行大面积的预清洗的工序，也无需提前去除工件表面的保护漆层。

在使用交流电磁场技术对大面积对象，如板材、轨道等进行检测时，单传感器的探头需要进行多次扫描进行检测，导致检测效率低，检测人员工作量大，无法满足实际检测需求。本发明基于交流电磁场检测技术，提出一种七通道传感器阵列探头，多通道传感器的使用，增加扫查面积，一次扫查即可实现对大面积对象的检测，提高检测效率，有效防止缺陷漏检造成“盲视”问题，减少检测人员工作量，满足实际检测需求。

发明内容

本发明目的是针对现有技术的不足，设计一种能够对大面积对象进行检测的交流电磁场七通道传感器阵列探头，实现多通道传感器阵列化，增加扫查面积，检测效率更高，检测人员工作量更少，满足实际检测需求。

本申请实施例提供一种基于交流电磁场的七通道传感器阵列探头。所述七通道传感器阵列探头包括顶盖、缠绕矩形激励线圈的宽U型磁芯、信号采集与处理电路板、壳体、雷莫接头和陶瓷底板。七通道传感器阵列探头包括探头外壳，以及外壳内部所包含的缠绕矩形激励线圈的宽U型磁芯、信号采集与处理电路板、雷莫接头。七通道传感器阵列探头外壳由顶盖、壳体和陶瓷底板相连接，顶盖四个角处设计锥形沉头孔，壳体四个角处设计螺纹孔，方便顶盖与壳体通过螺纹连接，实现内部结构的封装，壳体与陶瓷底板相连接，有效防止探头磨损。七通道传感器阵列探头依次通过顶盖、缠绕矩形激励线圈的宽U型磁芯、信号采集与处理电路板、壳体、雷莫接头和陶瓷底板组装成型。

进一步地，所述信号采集与处理电路板上安装有高灵敏度单轴隧道磁电阻TMR传感器与AD620放大芯片，实现信号的采集与放大处理。信号采集与处理电路板上安装的高灵敏度单轴隧道磁电阻TMR传感器垂直于扫查方向放置，实现垂直方向信号的采集，七个高灵敏度单轴隧道磁电阻TMR传感器的使用，增加扫查面积，提高检测效率。信号采集与处理电路板上安装的AD620放大芯片安装于高灵敏度单轴隧道磁电阻TMR传感器上方，用于放大采集到的信号，七个AD620放大芯片的使用，对应每一个高灵敏度单轴隧道磁电阻TMR传感器，实现每一个通道信号的放大。

进一步地，所述壳体设置有卡槽，实现对缠绕矩形激励线圈的宽U型磁芯的固定，实现检测过程中缠绕矩形激励线圈的宽U型磁芯与壳体相对静止，有效避免宽U型磁芯晃动。壳体底部设置有矩形开槽，实现对信号采集与处理电路板进行安装固定，实现检测过程中壳体与信号采集与处理电路板相对静止，保证检测精度。壳体设置有开孔，实现对雷莫接头进行安装，实现内部线路外接。壳体根据人体工程学要求，两侧设置适合于人的手直接触摸的开槽口，增加摩擦力，探头更加美观。壳体底部设置有矩形开槽，实现对陶瓷底板进行安装固定。

进一步地，所述雷莫接头设置为16芯，实现内部激励线圈外接、信号采集与处理电路板上信号外接等功能。雷莫接头利用六角螺母固定在壳体上，实现检测过程中雷莫接头与壳体相对静止，保证检测稳定性。

与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：

(1)检测方法简单，不需要耦合剂，可实现大面积对象缺陷快速扫查

(2)结构简单，保证提离不变，减少了干扰信号

(3)七通道传感器的使用，增加扫查面积，有效避免缺陷漏检

(4)检测速度快，检测效率高

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中七通道传感器阵列探头的装配示意图；

图2为本申请实施例中七通道传感器阵列探头的爆炸结构示意图；

图3为本申请实施例中七通道传感器阵列探头的信号采集与处理电路板的结构示意图；

图4为本申请实施例中七通道传感器阵列探头的壳体的结构示意图；

图5为本申请实施例中七通道传感器阵列探头的部分部件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供一种基于交流电磁场的七通道传感器阵列探头。如图1和图2所示，所述七通道传感器阵列探头包括顶盖10、缠绕矩形激励线圈的宽U型磁芯20、信号采集与处理电路板30、壳体40、雷莫接头50和陶瓷底板60。顶盖10通过螺钉与壳体40相连接。缠绕矩形激励线圈的宽U型磁芯20固定在壳体40中。信号采集与处理电路板30通过矩形开槽固定于壳体40中。雷莫接头50通过六角螺母与壳体40相连。陶瓷底板60固定在壳体40的矩形开槽中。

进一步地，如图3所示，所述信号采集与处理电路板30包括固定块301、电路板302、AD620放大芯片303、高灵敏度单轴隧道磁电阻TMR传感器304、焊接孔305。固定块301用于确定安装位置。电路板302上设置有AD620放大芯片303、高灵敏度单轴隧道磁电阻TMR传感器304和焊接孔305。AD620放大芯片303在电路板302上半部分，正面设置四个，反面设置三个，一共设置七个，对应每一个高灵敏度单轴隧道磁电阻TMR传感器304，实现每一个通道信号的放大。高灵敏度单轴隧道磁电阻TMR传感器304在电路板302下半部分，正面设置四个，反面设置三个，一共设置七个，七通道传感器的布置，增加扫查面积。焊接孔305分别设置在电路板的上边和右边，实现相应线路的焊接。

进一步地，如图4所示，所述壳体40包括螺纹孔401、开口槽402、开槽口403、开孔404、底部开口405。壳体40上的四个角开出螺纹孔401，以便于使用螺纹与顶盖10相连接。开口槽402设置在壳体40的底部，实现信号采集与处理电路板30的固定，开在底部减小高灵敏度单轴隧道磁电阻TMR传感器304的提离高度，有利于信号的采集。基于人体工程学，设置开槽口403，一方面增加摩擦力，另一方面人用手接触探头更舒服。开孔404的设置实现雷莫接头50与壳体40的连接，有利于内部线路外接。底部开口405的设置，实现陶瓷底板60安装固定在壳体40上。

进一步地，如图5所示，所述顶盖10包括锥形沉头孔101。锥形沉头孔101的设置便于与壳体40通过螺钉连接。所述缠绕矩形激励线圈的宽U型磁芯20包括矩形激励线圈201、宽U型磁芯202。矩形激励线圈201缠绕在宽U型磁芯202上，在被检测对象的表面产生均匀磁场。所述雷莫接头50包括六角螺母501、16芯接头502。六角螺母501将雷莫接头50固定在壳体40上，实现检测过程中雷莫接头50与壳体40相对静止，保证检测稳定性。16芯接头502实现内部激励线圈外接、信号采集与处理电路板上信号外接等功能。

Claims

1.一种基于交流电磁场的七通道传感器阵列探头，其特征在于，包括顶盖、缠绕矩形激励线圈的宽U型磁芯、信号采集与处理电路板、壳体、雷莫接头和陶瓷底板；

所述七通道传感器阵列探头包括探头外壳，以及外壳内部所包含的所述缠绕矩形激励线圈的宽U型磁芯、信号采集与处理电路板、雷莫接头；

所述七通道传感器阵列探头外壳由所述顶盖、壳体和陶瓷底板相连接，所述顶盖四个角处设计锥形沉头孔，所述壳体四个角处设计螺纹孔，方便顶盖与壳体通过螺纹连接，实现内部结构的封装，所述壳体与所述陶瓷底板相连接，有效防止探头磨损；

所述七通道传感器阵列探头依次通过所述顶盖、缠绕矩形激励线圈的宽U型磁芯、信号采集与处理电路板、壳体、雷莫接头和陶瓷底板组装成型。

2.如权利要求1所述的一种基于交流电磁场的七通道传感器阵列探头，其特征在于，所述信号采集与处理电路板上安装有高灵敏度单轴隧道磁电阻TMR传感器与AD620放大芯片，实现信号的采集与放大处理；

所述信号采集与处理电路板上安装的高灵敏度单轴隧道磁电阻TMR传感器垂直于扫查方向放置，实现垂直方向信号的采集，七个高灵敏度单轴隧道磁电阻TMR传感器的使用，增加扫查面积，提高检测效率；

所述信号采集与处理电路板上安装的AD620放大芯片安装于高灵敏度单轴隧道磁电阻TMR传感器上方，用于放大采集到的信号，七个AD620放大芯片的使用，对应每一个高灵敏度单轴隧道磁电阻TMR传感器，实现每一个通道信号的放大。

3.如权利要求1所述的一种基于交流电磁场的七通道传感器阵列探头，其特征在于，所述壳体设置有卡槽，实现对所述缠绕矩形激励线圈的宽U型磁芯的固定，实现检测过程中所述缠绕矩形激励线圈的宽U型磁芯与所述壳体相对静止，有效避免宽U型磁芯晃动；

所述壳体底部设置有矩形开槽，实现对所述信号采集与处理电路板进行安装固定，实现检测过程中所述壳体与所述信号采集与处理电路板相对静止，保证检测精度；

所述壳体设置有开孔，实现对所述雷莫接头进行安装，实现内部线路外接；

所述壳体根据人体工程学要求，两侧设置适合于人的手直接触摸的开槽口，增加摩擦力，探头更加美观；

所述壳体底部设置有矩形开槽，实现对所述陶瓷底板进行安装固定。

4.如权利要求1所述的一种基于交流电磁场的七通道传感器阵列探头，其特征在于，所述雷莫接头设置为16芯，实现内部激励线圈外接、信号采集与处理电路板上信号外接等功能；

所述雷莫接头利用六角螺母固定在所述壳体上，实现检测过程中所述雷莫接头与所述壳体相对静止，保证检测稳定性。