CN212255186U - 一种连续交叉磁轭法磁粉检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种连续交叉磁轭法磁粉检测仪，包括光栅测速器（5）和交叉磁轭（4），所述光栅测速器（5）通过支架（6）与交叉磁轭（4）连接，所述光栅测速器（5）通过电缆信号线（2）与连续交叉磁轭探伤仪主机（1）连接，所述连续交叉磁轭探伤仪主机（1）通过电缆信号线（2）与交叉磁轭（4）连接；所述交叉磁轭（4）底部设置磁极支柱（7），通过式涡流检测线圈（8）缠绕在磁极支柱（7）上，并通过跨接线（9）互相连接。本实用新型实时测定手工连续交叉磁轭法磁粉检测时交叉磁轭的扫查速度；并可将采集的实时扫查速度显示在连续交叉磁轭探伤仪上，实现超速报警功能，使扫查速度不超过标准规定的限值。

Description

一种连续交叉磁轭法磁粉检测仪

技术领域

本实用新型涉及检测设备技术领域，具体涉及一种连续交叉磁轭法磁粉检测仪。

背景技术

磁粉检验是用于检验铁磁性材料(包括铁、镍、钻等)表面上或近表面的裂纹以及其它缺陷。磁粉检验对表面缺陷最灵敏，但对表面以下的缺陷随埋藏深度的增加检验灵敏度迅速下降。

磁粉检验的原理表述为：铁磁材料被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁感应线发生局部畸变而形成漏磁场并吸附施加在工件表面的磁粉，形成可见的磁痕，从而显示不连续性位置、大小、形状和严重程度。因此，磁粉检验的基础是不连续性处漏磁场与磁粉的磁相互作用；缺陷是否能被检验出关键是缺陷使磁感应线畸变形成的漏磁场能否被磁粉或磁悬液等介质显示。

NB/T47013-2015《承压设备无损检测》标准中规定，当使用连续交叉磁轭装置对被检工件进行磁粉检测时，四个磁极端面与检测面之间应保持良好贴合，其最大间隙不应超过0.5mm；在连续拖动交叉磁轭仪时，检测速度应尽量均匀，一般不应大于4m/min。人工检测中一旦超过这个速度限值，则可致使被检部位磁化通电时间过短，磁粉或磁悬液无法有效充分聚集；或者磁极与检测面一旦超过最大间隙允许值，则可导致连续交叉磁轭装置与被检工件之间无法有效磁耦合，导入到被检工件的磁力线强度无法满足灵敏度要求。这均会导致被检工件中的缺陷难以形成缺陷磁痕显示，进而导致缺陷漏检，这严重降低了磁粉检测的灵敏度和可靠性。

目前连续交叉磁轭法大量应用于锅炉压力容器的平板对接焊缝的磁粉检测中。但对检测时交叉磁轭的移动速度，和交叉磁轭装置与被检工件之间的接触间隙，现阶段未见有效的实时控制措施，只能靠检测人员经验。因此有必要开发一种新型连续交叉磁轭法磁粉检测仪，以实现人工磁粉检测可实时采集显示扫查速度，以及实时监测交叉磁轭装置与被检工件的接触间隙，超过标准允许值时及时报警。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种连续交叉磁轭法磁粉检测仪，实时测定手工连续交叉磁轭法磁粉检测时交叉磁轭的扫查速度；并可将采集的实时扫查速度显示在连续交叉磁轭探伤仪上，实现超速报警功能，使扫查速度不超过标准规定的限值；实时测定手工连续交叉磁轭法磁粉检测时交叉磁轭装置与被检工件之间的接触间隙，实现超值报警功能，使二者间隙值不超过标准规定的限值。

本实用新型采用如下技术方案：

一种连续交叉磁轭法磁粉检测仪，包括光栅测速器和交叉磁轭，所述光栅测速器通过支架与交叉磁轭连接，所述光栅测速器通过电缆信号线与连续交叉磁轭探伤仪主机连接，所述连续交叉磁轭探伤仪主机通过电缆信号线与交叉磁轭连接；

所述交叉磁轭底部设置磁极支柱，通过式涡流检测线圈缠绕在磁极支柱上，并通过跨接线互相连接。

进一步的，通过式涡流检测线圈以相同的匝数、匝距、缠绕方向缠绕在磁极支柱上。

进一步的，所述光栅测速器与交叉磁轭在同一水平面上。

进一步的，所述通过式涡流检测线圈为四个，所述磁极支柱为四个。

进一步的，四个所述通过式涡流检测线圈与磁极支柱组成间隙监测线圈组，所述间隙监测线圈组通过电缆信号线与连续交叉磁轭探伤仪主机实现信号传递及供电。

进一步的，所述连续交叉磁轭探伤仪主机上设置有报警显示面板。

进一步的，所述磁极支柱底面与被检工件之间设置有接触间隙。

进一步的，所述四个磁极支柱端面与被检工件检测面之间贴合，其最大间隙不超过0.5mm。

进一步的，所述连续交叉磁轭探伤仪主机上设置有接口，所述电缆信号线通过接口与连续交叉磁轭探伤仪主机连接。

进一步的，所述支架两端分别连接相邻的两个磁极支柱，所述光栅测速器设置在支架上。

本实用新型的有益效果：

本实用新型利用测速器测量手工连续交叉磁轭法磁粉检测时交叉磁轭的扫查速度；将采集的实时扫查速度信号输入至连续交叉磁轭探伤仪；连续交叉磁轭探伤仪以仪表盘等方式显示和记录全程交叉磁轭移动速度，并设置超速报警，若报警，则工作人员降低扫查速度后复检。检测系统应具备如下条件：

（1）扫查速度的测定：

应优选精度高、体积小、重量小的测速器，可固定或不固定在交叉磁轭上，以不影响在检测时交叉磁轭的移动为原则。此处选择光栅测速器。其原理是在转轴上安装同轴光栅轮，光栅轮两端装有光发射和光接收器，工作时，光发射器一直处于发射状态，光栅轮的转动使得接收器接收到的光信号是不连续的光脉冲，轴转动越快，脉冲频率越高。接收器把光脉冲转化为电信号，即数字脉冲信号，处理器根据此脉冲频率，计算出转轴的转速，进而可得出交叉磁轭的移动速度。此处要求测速器采集频率和处理器的处理能力应满足对交叉磁轭的移动速度的采集和处理。

（2）交叉磁轭装置与被检工件接触间隙的测定：

根据电磁涡流原理，当载有交变电流的检测线圈靠近物体时，若物体为导电物质，在检测线圈产生的交变磁场的作用下会在导电物质中感生出涡流。而感生涡流的反作用磁场又会使检测线圈的阻抗发生变化。利用交变磁场在导电材料中所感应涡流的电磁效应可以评价被检工件电磁响应特性。

涡流检测时，检测线圈与被检测物体之间存在一个提离效应。提离效应是指应用点式检测线圈时，线圈与工件之间的距离变化会引起检测线圈阻抗的变化。一点小的提离可产生很大的阻抗变化，这是由于线圈和工件之间接触间隙的变化会使到达工件的磁力线发生变化，改变了工件中的磁通，从而影响到线圈的阻抗。

而当对交叉磁轭装置与被检工件之间的接触间隙值进行在线实时监测时，电磁涡流原理中的提离效应可以作为一个重要的判据信号加以利用。

（3）连续交叉磁轭探伤仪新功能的研发：

经研发后的连续交叉磁轭探伤仪主机应有如下新功能：

一、测速功能

1.可读取和处理测速器的信号，以仪表盘或其他形式表现和记录交叉磁轭的移动速度，工作人员在磁粉检测的同时可以知晓交叉磁轭的移动速度；监督人员也可以调取交叉磁轭移动速度数据来判定扫查速度是否超限。

2.可实现超速报警，以标准要求设置最高扫查速度闸门，当实际扫查速度超过闸门，则报警。

二、测接触间隙功能

1.可发射和接收涡流信号，读取和处理间隙监测涡流线圈阻抗值的变化，以仪表盘或其他形式表现和记录间隙监测线圈组阻抗值。建立间隙监测线圈组阻抗值和交叉磁轭装置与被检工件接触间隙值的单值对应关系。工作人员在磁粉检测的同时可以知晓交叉磁轭装置与被检工件间隙值；监督人员也可以调取间隙监测线圈组阻抗值数据来判定交叉磁轭装置与被检工件间隙值是否超限。

间隙监测线圈组由磁极支柱及通过式涡流检测线圈组成。通过式涡流检测线圈紧紧缠绕在磁极支柱上；线圈绕过四个磁极支柱引出，通过电缆信号线与可发射与接收涡流信号的连续交叉磁轭探伤仪主机相连。

2.可实现超值报警，以标准要求设置最大接触间隙闸门，当实际扫查间隙值超过闸门，则报警。

附图说明

图1为连续交叉磁轭法磁粉检测仪检测系统示意图；

图2为光栅测速交叉磁轭系统示意图；

图3为间隙监测线圈组系统示意图。

图中，1-连续交叉磁轭探伤仪主机、2-电缆信号线、3-被检工件、4-交叉磁轭、5-光栅测速器、6-支架、7-磁极支柱、8-通过式涡流检测线圈、9-跨接线、10-间隙监测线圈、11-接触间隙、12-报警显示面板。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以下结合附图对本实用新型的技术方案、结构作进一步详细的说明。

如图1-3所示，一种连续交叉磁轭法磁粉检测仪，包括光栅测速器5和交叉磁轭4，所述光栅测速器5通过支架6与交叉磁轭4连接，所述光栅测速器5通过电缆信号线2与连续交叉磁轭探伤仪主机1连接，所述连续交叉磁轭探伤仪主机1通过电缆信号线2与交叉磁轭4连接；

所述交叉磁轭4底部设置磁极支柱7，通过式涡流检测线圈8缠绕在磁极支柱7上，并通过跨接线9互相连接。

通过式涡流检测线圈8以相同的匝数、匝距、缠绕方向缠绕在磁极支柱7上。

所述光栅测速器5与交叉磁轭4在同一水平面上。

所述通过式涡流检测线圈8为四个，所述磁极支柱7为四个，四个所述通过式涡流检测线圈8与磁极支柱7组成间隙监测线圈组10，所述间隙监测线圈组10通过电缆信号线2与连续交叉磁轭探伤仪主机1实现信号传递及供电。

所述连续交叉磁轭探伤仪主机1上设置有报警显示面板12。所述磁极支柱7底面与被检工件3之间设置有接触间隙11。

所述四个磁极支柱7端面与被检工件3检测面之间贴合，其最大间隙不超过0.5mm。

所述连续交叉磁轭探伤仪主机1上设置有接口，所述电缆信号线2通过接口与连续交叉磁轭探伤仪主机1连接。

所述支架6两端分别连接相邻的两个磁极支柱7，所述光栅测速器5设置在支架6上。

其具体方法步骤如下：

1.连接测速系统。将光栅测速器5通过支架6与交叉磁轭4连接。光栅测速器5与交叉磁轭4在同一水平面上。实现交叉磁轭4与光栅测速器5移动参数一致；且光栅测速器5可通过电缆信号线2与连续交叉磁轭探伤仪主机1实现信号传递及供电。

2.连接测接触间隙系统。将通过式涡流检测线圈8以相同的匝数、匝距、缠绕方向等参数紧密缠绕在磁极支柱7，并通过跨接线9互相连接，四个通过式涡流检测线圈8与磁极支柱7组成间隙监测线圈组10。且间隙监测线圈组10可通过电缆信号线2与连续交叉磁轭探伤仪主机1实现信号传递及供电。

3.连接检测系统。将连续交叉磁轭探伤仪主机1接口通过电缆信号线2与交叉磁轭4连接。实现交叉磁轭4与连续交叉磁轭探伤仪主机1的信号传递；实现光栅测速器5与连续交叉磁轭探伤仪主机1的信号传递及供电；实现间隙监测线圈组10与连续交叉磁轭探伤仪主机1的信号传递及供电。

4.调整校核交叉磁轭磁化电流等检测参数；特别的，应对光栅测速器5、间隙监测线圈组10进行校核。

5.进行检测。

连续交叉磁轭法磁粉检测仪在被检工件3检测时：

光栅测速器5将交叉磁轭4移动速度采集并传递至连续交叉磁轭探伤仪主机1，连续交叉磁轭探伤仪主机1的报警显示面板12上显示扫查速度。当实际扫查速度超过扫查速度闸门限值4m/min时，则声光报警。

间隙监测线圈组10将涡流线圈阻抗值采集并传递至连续交叉磁轭探伤仪主机1，连续交叉磁轭探伤仪主机1的报警显示面板12上显示涡流线圈阻抗值，通过间隙监测线圈组阻抗值和交叉磁轭装置与被检工件接触间隙值的单值对应关系，转换显示为交叉磁轭装置与被检工件之间的接触间隙值。当实际接触间隙超过接触间隙闸门限制0.5mm时，则声光报警。

检测系统应具备如下条件：

（1）扫查速度的测定：

应优选精度高、体积小、重量小的测速器，可固定或不固定在交叉磁轭上，以不影响在检测时交叉磁轭的移动为原则。此处选择光栅测速器。其原理是在转轴上安装同轴光栅轮，光栅轮两端装有光发射和光接收器，工作时，光发射器一直处于发射状态，光栅轮的转动使得接收器接收到的光信号是不连续的光脉冲，轴转动越快，脉冲频率越高。接收器把光脉冲转化为电信号，即数字脉冲信号，处理器根据此脉冲频率，计算出转轴的转速，进而可得出交叉磁轭的移动速度。此处要求测速器采集频率和处理器的处理能力应满足对交叉磁轭的移动速度的采集和处理。

（2）交叉磁轭装置与被检工件接触间隙的测定：

根据电磁涡流原理，当载有交变电流的检测线圈靠近物体时，若物体为导电物质，在检测线圈产生的交变磁场的作用下会在导电物质中感生出涡流。而感生涡流的反作用磁场又会使检测线圈的阻抗发生变化。利用交变磁场在导电材料中所感应涡流的电磁效应可以评价被检工件电磁响应特性。

涡流检测时，检测线圈与被检测物体之间存在一个提离效应。提离效应是指应用点式检测线圈时，线圈与工件之间的距离变化会引起检测线圈阻抗的变化。一点小的提离可产生很大的阻抗变化，这是由于线圈和工件之间接触间隙的变化会使到达工件的磁力线发生变化，改变了工件中的磁通，从而影响到线圈的阻抗。

而当对交叉磁轭装置与被检工件之间的接触间隙值进行在线实时监测时，电磁涡流原理中的提离效应可以作为一个重要的判据信号加以利用。

（3）连续交叉磁轭探伤仪新功能的研发：

经研发后的连续交叉磁轭探伤仪主机应有如下新功能：

一、测速功能

1.可读取和处理测速器的信号，以仪表盘或其他形式表现和记录交叉磁轭的移动速度，工作人员在磁粉检测的同时可以知晓交叉磁轭的移动速度；监督人员也可以调取交叉磁轭移动速度数据来判定扫查速度是否超限。

2.可实现超速报警，以标准要求设置最高扫查速度闸门，当实际扫查速度超过闸门，则报警。

二、测接触间隙功能

1.可发射和接收涡流信号，读取和处理间隙监测涡流线圈阻抗值的变化，以仪表盘或其他形式表现和记录间隙监测线圈组阻抗值。建立间隙监测线圈组阻抗值和交叉磁轭装置与被检工件接触间隙值的单值对应关系。工作人员在磁粉检测的同时可以知晓交叉磁轭装置与被检工件间隙值；监督人员也可以调取间隙监测线圈组阻抗值数据来判定交叉磁轭装置与被检工件间隙值是否超限。

间隙监测线圈组由磁极支柱及通过式涡流检测线圈组成。通过式涡流检测线圈紧紧缠绕在磁极支柱上；线圈绕过四个磁极支柱引出，通过电缆信号线与可发射与接收涡流信号的连续交叉磁轭探伤仪主机相连。

2.可实现超值报警，以标准要求设置最大接触间隙闸门，当实际扫查间隙值超过闸门，则报警。

Claims (10)

1.一种连续交叉磁轭法磁粉检测仪，其特征在于，包括光栅测速器（5）和交叉磁轭（4），所述光栅测速器（5）通过支架（6）与交叉磁轭（4）连接，所述光栅测速器（5）通过电缆信号线（2）与连续交叉磁轭探伤仪主机（1）连接，所述连续交叉磁轭探伤仪主机（1）通过电缆信号线（2）与交叉磁轭（4）连接；

所述交叉磁轭（4）底部设置磁极支柱（7），通过式涡流检测线圈（8）缠绕在磁极支柱（7）上，并通过跨接线（9）互相连接。

2.根据权利要求1所述的一种连续交叉磁轭法磁粉检测仪，其特征在于，所述通过式涡流检测线圈（8）以相同的匝数、匝距、缠绕方向缠绕在磁极支柱（7）上。

3.根据权利要求1所述的一种连续交叉磁轭法磁粉检测仪，其特征在于，所述光栅测速器（5）与交叉磁轭（4）在同一水平面上。

4.根据权利要求1所述的一种连续交叉磁轭法磁粉检测仪，其特征在于，所述通过式涡流检测线圈（8）为四个，所述磁极支柱（7）为四个。

5.根据权利要求4所述的一种连续交叉磁轭法磁粉检测仪，其特征在于，四个所述通过式涡流检测线圈（8）与磁极支柱（7）组成间隙监测线圈组（10），所述间隙监测线圈组（10）通过电缆信号线（2）与连续交叉磁轭探伤仪主机（1）实现信号传递及供电。

6.根据权利要求1所述的一种连续交叉磁轭法磁粉检测仪，其特征在于，所述连续交叉磁轭探伤仪主机（1）上设置有报警显示面板（12）。

7.根据权利要求5所述的一种连续交叉磁轭法磁粉检测仪，其特征在于，所述磁极支柱（7）底面与被检工件（3）之间设置有接触间隙（11）。

8.根据权利要求7所述的一种连续交叉磁轭法磁粉检测仪，其特征在于，所述四个磁极支柱（7）端面与被检工件（3）检测面之间贴合，其最大间隙不超过0.5mm。

9.根据权利要求1所述的一种连续交叉磁轭法磁粉检测仪，其特征在于，所述连续交叉磁轭探伤仪主机（1）上设置有接口，所述电缆信号线（2）通过接口与连续交叉磁轭探伤仪主机（1）连接。

10.根据权利要求1所述的一种连续交叉磁轭法磁粉检测仪，其特征在于，所述支架（6）两端分别连接相邻的两个磁极支柱（7），所述光栅测速器（5）设置在支架（6）上。

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