驱动线圈、包含驱动线圈的测量探头和测量探头使用方法技术

本发明专利技术提供驱动线圈和包含该驱动线圈的测量探头。所述驱动线圈具有从线圈中心到线圈外部边缘单调增加的电流密度。所述测量探头包含：具有从线圈中心到线圈外部边缘单调增加的电流密度的驱动线圈；和传感器。所述测量探头可用于例如，原位、无损检测方法，该方法也由本文提供。

【技术实现步骤摘要】
背景本文所公开的主题主要涉及复合体系、加入该复合体系的制品和原位(in-situ) 无损检测复合体系的方法。在很多(若不是全部)制造产业中，所制造的物品和制造它们的方法经常受到与部件及其运输有关的成本的影响。例如，在很多产业中，可能期望制造尽可能大尺度的部件，例如，用于钻探应用的管道，或用于风力涡轮机的叶片，但这样做将带来可能无法克服的运输挑战或费用。另一方面，制造较小尺度的用于此类应用的部件则带来不得不实地组装它们的挑战以及随之产生的困难，至少包括成品组装中形成的任何结合破坏的可能性。从强度、完整性和寿命的观点考虑，可优选许多物理结合方法以形成这样的结合， 但会带来不期望的部件本身的花费和它们的运输费用。而且，物理结合方法不是绝对可靠的。化学结合方法可在那些物理结合方法被证明欠佳的应用中表现出优势。然而，一般而言，化学结合可能较不可靠，因此可能在加入这些结合的制品的利用前需要全面的无损评价。在实地存在装配和化学结合的应用中，结合的强度和/或完整性的无损评估可能非常困难。并且用于这样做的传统方法普遍耗费时间或者另外为昂贵的，通常需要应用无损检测(NDT)的高级技术专家。在某些应用中，被结合的材料会干扰传统的NDT方法。另外，由于许多传统的NDT方法不适合于原位检测，不可能对所检测到的任意异常进行实时校正，因此在过程开发、制造和接合装配中使用NDT是不可行的。因此期望提供能够通过在现场情况下有用的方法有效地探询(interrogation) 到的化学结合体系，这样它们的完整性可原位评价。进行原位评价(例如在树脂的施用或固化期间)的能力提供了在使用期间完成实时校正策略或评估结合完整度的机会。如果不需要专业实施，与传统体系相比，这种体系可提供其他优点，和/或它们适用于使用广泛种类的通常禁止用于NDT方法的材料。概述第一方面，本专利技术提供一种驱动线圈，其电流密度由线圈中心到线圈外部边缘单调增加。第二方面，本专利技术提供一种测量探头。该测量探头包含驱动线圈和传感器，该驱动线圈具有的电流密度由线圈中心到线圈外部边缘单调增加。第三方面提供进行复合系统无损检测的方法。更具体地，该方法包括提供包含可固化树脂的复合体系以及制品，所述可固化树脂还包含至少多个可检测颗粒(at least one plurality of detectable particles)。还提供至少一个测量探头，且其包含传感器和电流密度由线圈中心到线圈外部边缘单调增加的驱动线圈。该测量探头能够检测复合体系内的该多个可检测颗粒。该复合体系相对于制品有效地布置，且传感器用于检测复合体系内的可检测颗粒。附图在参考附图阅读以下详述后，本专利技术的这些和其他特征、方面和优点将被更好地理解，贯穿在附图中相同的符号代表相同的部件，其中附图说明图1是根据本专利技术的一个实施方案的加入复合体系的制品的剖面图；图2是根据本专利技术的一个实施方案的加入复合体系的制品的剖面图；图3A是反向平行驱动的示意图；图IBB是描述图3A所示反向平行驱动在不同深度处的标准电流密度的曲线图；图3C是平行驱动的示意图；图3D是描述图3C所示平行驱动在不同深度的标准电流密度的曲线图；图4A是根据一个实施方案的涡流阵列探头的俯视示意图，包含两个补偿层；图4B是图4A所示两层涡流阵列探头中仅一层的俯视示意图； 图5是显示来自单个传感元件的响应和图4所示阵列的三个传感线圈的组合响应的曲线图；图6是根据另一实施方案的涡流阵列探头的示意图；图7A是涡流阵列探头的一个实施方案的示意图，其中返回路径与驱动线圈正交， 因此磁通量平行于驱动所产生的磁通量；图7B是涡流阵列探头的一个实施方案的示意图，其中返回路径在驱动线圈平面上；图8是本专利技术制品的又一实施方案的示意图；图9是描述由与图8所示相似的制品所得的涡流信号的测量结果的曲线图，其使用传统的环形探头、具有传统探头的平行驱动作为传感探头，以及具有传统探头的反向平行驱动作为传感探头；图10是本专利技术制品的另一实施方案的示意图；图IlA是图10所示制品的涡流扫描图像，其中复合体系所含可固化树脂与可检测组分的重量比为9 1 ；图IlB是图10所示制品的涡流扫描图像，其中复合体系所含可固化树脂与可检测组分的重量比为9 2；图12A显示本专利技术制品的另一实施方案，仅包含第一部件，且由导电材料组成；图12B显示本专利技术制品的另一实施方案，仅包含第一部件，且由导电材料组成，在第一部件和复合体系间布置有空隙；图13A是图12A所示制品的涡流扫描图像；图13B是图12B所示制品的涡流扫描图像；和图14是包含螺旋驱动线圈和传感平面的测量探头的一个实施方案的图示。详述除非另有定义，本文使用的技术和科学名词与本专利技术所属领域的技术人员普遍理解的意义相同。本文使用的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个要素与其他要素区分开。同样，词语“一”和“一个”不表示数量的限制，而表示至少一个所引用物品的存在，并且，除非另有说明，术语“前”、“后”、“底部”和/或“顶部”等仅为了描述的方便而使用，并不限于任一位置或空间朝向。如果范围被公开，指向同一组分或性能的所有范围的端点是包括在内且独立地可结合的(例如，“多达约25%重量，或，更具体地，约5%重量到约20%重量”的范围是包括“约5%重量到约25%重量”等范围的端点和所有中间值在内的)。结合数量使用的修饰词“约”包括所述值，且具有由上下文规定的含义(例如，包括与特定量的测量有关的误差度)。—方面，本专利技术涉及复合体系，其包含可固化树脂，所述可固化树脂还包含至少多个可检测颗粒。可固化树脂的实例包括可加入其他物体或制品中或与其他物体或制品结合的那些，包括例如，粘合剂、密封剂、堵漏品(caulk)、填隙材料、涂料、一致性包装 (conforming wrap)等。因此合适的可固化树脂包括热塑性聚合物组合物，这些组合物包括聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙酸乙烯酯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚酮、聚砜、聚碳酸酯及它们的共聚物。其他有用的热塑性塑料包括热塑性工程塑料和热塑性弹性体。如果期望热塑性聚合物组合物用作可固化树脂，该热塑性树脂可与多个可检测颗粒如下结合通过将热塑性树脂加热到其熔点或玻璃转化温度以上直到达到合适的粘度，加入多个可检测颗粒，混合，随后使复合体系冷却。有利地在本复合体系中应用的一类可固化树脂的一个实例包含粘合剂和预粘合剂(pre-adhesive)组合物。使用这些可固化树脂的复合体系可有利地分配，且其中的颗粒在分配、聚合或交联期间或随后在使用期间被探询/检测到。特别适用于本专利技术的粘合剂组合物包括交联热固性体系，诸如聚酯、乙烯基酯环氧树脂(包括酸、碱和加成固化的环氧树脂)、聚氨酯、有机硅树脂、丙烯酸酯聚合物、聚硅氧烷、聚有机硅氧烷和酚醛塑料以及这些中任意的共混物或混杂物。有用的热熔粘合剂包括多种聚烯烃聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、较高分子量的蜡以及相关的共聚物和共混物。其他合适的粘合剂包括形成为膜或胶带的那些，包括在使用中任一时刻为压敏的那些。结构粘合剂，包括环氧树脂，可在本复合体系中特别有用。结构粘合剂用于结合应用中的多种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·梅，W·I·费迪，C·王，N·特拉尔沙瓦拉，A·C·谢拉瓦德，M·D·戈博尔，J·T·利温斯顿，S·H·奥尔森，H·D·德赖弗，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：