一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪、方法技术

本发明专利技术公开了一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪、方法，包括：所述谐振发生器的输出端连接至所述检测探头的发送端形成1

【技术实现步骤摘要】
一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪、方法


[0001]本专利技术涉及涡流探伤
，尤其涉及一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪、方法。

技术介绍

[0002]涡流探伤仪是一种基于涡流检测原理来探测钢铁棒材、板材是否存在裂纹、气孔等缺陷的设备，它具有抑制干扰信号、拾取有用信息的功能，该仪器由振荡发生器、检测探头、信号转换模块、记录分析模块等组成，主要用于金属材料的无损探伤。
[0003]涡流探伤原理运用电磁感应的原理。当交流电通入一个线圈时，如果电压及频率不变，则通过线圈的电流也将不变。如果在线圈附近有导体，则在导体表面产生感生电流，由于感生电流是转圈流动的，特别像水产生的漩涡，故叫涡流。涡流磁场方向与外加电流的方向相反，因此将使线圈的阻抗、通过电流的大小相位均发生变化。若保持其他因素不变，当导体表面或者次表面有缺陷存在时，就会影响的线圈的电流、阻抗等参数的变化。将缺陷引起变化的信号输出放大，就能达到探伤目的。
[0004]检测探头，内部包含有作为传感元件功能的线圈，当使用传感器探头扫描检测工件时，任何缺陷都会对高频载波(激励)信号进行调制。最终，任何会影响检测金属工件内部涡流状态的特性(例如材料电导率或磁导率)或任何存在的缺陷都将显示在涡流信号曲线上。例如，如图1所示，在出现裂纹的情况下，检测探头线圈两端的交流电压的大小会暂时增加。
[0005]传统的探伤仪都是通过输出一定的激励频率信号，再通过对信号的阻抗变化进行分析所得，其频率受到一定的限制，通常不会超过10MH，因此对于极细丝裂纹的检测就显得力不从心了。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪、方法，能够解决上述的问题。
[0007]本专利技术的一方面提供一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪，包括：谐振发生器、检测探头、信号转换模块、记录分析模块；
[0008]所述谐振发生器的输出端连接至所述检测探头的发送端形成1
‑
40MHz谐振频率探测源，所述探测源靠近待测材料时使待测材料表面产生感应电流；
[0009]所述检测探头的接收端连接至所述信号转换模块的输入端，用于接收待测材料返回的谐振频率信号，所述检测探头根据待测材料感应电流产生变化进而产生谐振频率变化；所述检测探头包括：探伤信号采集线圈、干扰信号补偿线圈、比较器I1；所述探伤信号采集线圈连接至所述比较器I1的正极，用于发送和采集谐振频率；所述干扰信号补偿线圈连接至所述比较器I1的负极，用于产生差动补偿信号，进而在接收谐振频率信号时抵消外界的干扰信号；所述比较器I1的输出端连接至所述信号转换模块的输入端；
[0010]所述信号转换模块将所述检测探头产生的谐振频率信号转换为电压信号，所述信号转换模块包括：分频电路和频率电压转换电路；所述分频电路的输入端连接至所述检测探头的接收端，用于对谐振频率信号进行分频；所述分频电路的输出端连接至所述频率电压转换电路的输入端，用于将谐振频率信号转换为电压信号；所述信号转换模块的输出端连接至所述记录分析模块，用于实时记录分析电压信号实现待测材料的探伤。
[0011]进一步，包括：零点补偿电路和数显直流电压表；
[0012]所述零点补偿模块连接至所述信号转换模块的输出端，用于调节输出电压以及校准基准电压；所述数显直流电压表的输入端连接至所述信号转换模块的输出端，用于显示当前输出电压，配合所述零点补偿电路校准基准电压。
[0013]进一步，包括：直流放大电路；
[0014]所述零点补偿电路的输出端连接至所述直流放大电路的输入端，用于放大电压信号。
[0015]进一步，包括：电压跟随电路；
[0016]所述电压跟随电路的输入端连接至所述直流放大电路的输出端，所述电压跟随电路的输出端连接至所述记录分析模块的输入端，用于缓冲和隔离所述直流放大电路的输入电压。
[0017]进一步，包括：滚轮式计米记数器；
[0018]所述滚轮式计米记数器的输出端连接至所述记录分析模块的输入端，用于计算待测材料的长度并发送给所述记录分析模块和所述电压信号同步记录。
[0019]本专利技术另一方面提供一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤方法，包括：
[0020]通过所述谐振发生器产生所述谐振频率信号通过所述检测探头发送给所述待测材料；
[0021]所述检测探头根据待测材料感应电流产生变化进而产生谐振频率变化，得到所述谐振频率信号；
[0022]通过所述信号转换模块将所有所述谐振频率信号转换为所述电压信号；
[0023]通过所述记录分析模块根据所述待测材料的长度对应记录所述电压信号；
[0024]通过所述记录分析模块对所述电压信号进行分析计算得到待测材料的不同位置的裂纹深度。
[0025]进一步，所述通过所述信号转换模块将所有所述谐振频率信号转换为所述电压信号包括：
[0026]通过所述分频电路对所有所述谐振频率信号进行6次二分频处理得到所述分频信号；
[0027]通过所述频率电压转换电路将所述分频信号转换为所述电压信号。
[0028]进一步，所述通过所述记录分析模块根据所述待测材料的长度对应记录所述电压信号包括：
[0029]通过所述滚轮式计米记数器跟随所述检测探头移动；
[0030]通过所述滚轮式计米记数器同步将移动米数发送给所述记录分析模块；
[0031]通过所述信号转换模块同步将所述电压信号发送给所述记录分析模块。
[0032]进一步，所述通过所述记录分析模块对所述电压信号进行分析计算得到待测材料
的不同位置的裂纹深度L包括：
[0033]获取所述待测材料的直径D、满程电压U、放大电压信号Uo；
[0034]通过所述待测材料的直径D、满程电压U、放大电压信号Uo，计算所述裂纹深度L，所述裂纹深度满足L＝D*U0/U。
[0035]进一步，所述通过所述谐振发生器产生所述谐振频率信号通过所述检测探头发送给所述待测材料之前包括：
[0036]通过所述零点补偿电路对所述信号转换模块输出的所述电压信号进行调零校准。
[0037]本专利技术的有益效果：
[0038]一是通过谐振发生器产生频率为1
‑
40MHz的正弦波，进而配合分频电路、频率电压转换模块、直流放大电路，实现对1
‑
40MHz及以上的谐振频率信号进行分频转换处理，对微弱信号的放大，进而提高检测灵敏度，可以检测10um以下裂纹。
[0039]二是通过共基极变压器反馈式LC振荡器产生自激振荡信号，突破原有信号激励频率固定，分析阻抗变化信号来获得探伤信号，使用谐振电路原理通过阻抗变化导致频率变化信号来获得探伤信号。
[0040]三是通过在检测探头中设置探伤信号采集线圈和干扰信号补偿线圈；探伤信号的采集在同一个检测线圈中采集，避免了标准比较式的两个探头差异引起的误差。同时，两个线圈放在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪，其特征在于，包括：谐振发生器、检测探头、信号转换模块、记录分析模块；所述谐振发生器的输出端连接至所述检测探头的发送端形成1
‑
40MHz谐振频率探测源，所述探测源靠近待测材料时使待测材料表面产生感应电流；所述检测探头的接收端连接至所述信号转换模块的输入端，用于接收待测材料返回的谐振频率信号，所述检测探头根据待测材料感应电流产生变化进而产生谐振频率变化；所述检测探头包括：探伤信号采集线圈、干扰信号补偿线圈、比较器I1；所述探伤信号采集线圈连接至所述比较器I1的正极，用于发送和采集谐振频率；所述干扰信号补偿线圈连接至所述比较器I1的负极，用于产生差动补偿信号，进而在接收谐振频率信号时抵消外界的干扰信号；所述比较器I1的输出端连接至所述信号转换模块的输入端；所述信号转换模块将所述检测探头产生的谐振频率信号转换为电压信号，所述信号转换模块包括：分频电路和频率电压转换电路；所述分频电路的输入端连接至所述检测探头的接收端，用于对谐振频率信号进行分频；所述分频电路的输出端连接至所述频率电压转换电路的输入端，用于将谐振频率信号转换为电压信号；所述信号转换模块的输出端连接至所述记录分析模块，用于实时记录分析电压信号实现待测材料的探伤。2.如权利要求1所述的可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪，其特征在于，包括：零点补偿电路和数显直流电压表；所述零点补偿模块连接至所述信号转换模块的输出端，用于调节输出电压以及校准基准电压；所述数显直流电压表的输入端连接至所述信号转换模块的输出端，用于显示当前输出电压，配合所述零点补偿电路校准基准电压。3.如权利要求1所述的可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪，其特征在于，包括：直流放大电路；所述零点补偿电路的输出端连接至所述直流放大电路的输入端，用于放大电压信号。4.如权利要求1所述的可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪，其特征在于，包括：电压跟随电路；所述电压跟随电路的输入端连接至所述直流放大电路的输出端，所述电压跟随电路的输出端连接至所述记录分析模块的输入端，用于缓冲和隔离所述直流放大电路的输入电压。5.如权利要求1所述的可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖世人，陈金党，
申请(专利权)人：厦门科皕检测科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：