專利名稱：可組裝場量檢測型渦流探頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種無損檢測裝置，特別是一種場量檢測型渦流探頭，適用于對 金屬結構部件進行渦流無損檢測。
背景技術：
無損檢測技術在核電站蒸氣管維護，航空航天裝備維護，管、線、棒材生產等行業 具有重要作用。其中，渦流無損檢測技術因具有無接觸、易實現自動化、檢測能力強等優點 而得到了越來越廣泛的應用。渦流探頭是渦流無損檢測系統的關鍵組成部件，對檢測系統 性能具有決定性的影響作用。現有的渦流探頭主要有阻抗檢測型渦流探頭和場量檢測型渦流探頭。阻抗檢測型 渦流探頭一般采用圓柱形線圈，該線圈既作為激勵單元，又作為檢測單元，通過測量線圈等 效阻抗的變化來判斷被測對象特征。線圈等效阻抗一般通過渦流檢測系統中的測量橋路進 行檢測，而測量橋路在脈沖激勵和多頻激勵條件下不易平衡。場量檢測型渦流探頭相對于阻抗型渦流檢測探頭具有較高的靈敏度，其一般由激 勵單元和檢測單元兩部分構成。激勵單元一般為圓柱形線圈，放置于被檢測對象表面可感 應產生渦流場，當被檢測對象表面出現裂紋時，產生擾動場。檢測單元由檢測線圈或者其它 磁測量器件構成，如霍爾器件、磁阻器件等，可以通過測量檢測單元擾動信號的變化進而判 斷被測對象表面的特性。現有的場量檢測型渦流探頭，其激勵單元和檢測單元放置時采用 同軸方式，檢測單元輸出的基信號過大，使檢測輸出信號不能充分放大，會限制靈敏度的提 尚ο
發明內容本實用新型的目的在于克服現有阻抗檢測型渦流探頭的測量橋路在多種激勵條 件下不易平衡的不足，同時也克服現有場量檢測型渦流探頭激勵單元和檢測單元同軸，其 輸出基信號過大的缺點，提供一種檢測靈敏度高、組成單元可互換的場量檢測型渦流探頭。本實用新型采用的技術方案是一種可組裝場量檢測型渦流探頭，包括激勵模塊、 檢測模塊和接線模塊，其中激勵模塊，包括由絕緣材料構成的長方體骨架和激勵單元。激勵單元是繞制在長 方體骨架上的多匝漆包線，漆包線的繞制方向平行于長方體骨架的長邊或寬邊。在長方體 骨架的每個頂點處且平行于長方體骨架的高邊延伸出一個安裝支柱。優選情況下，長方體 骨架的長寬高比例為8 5 5，長、寬、高的尺寸范圍均為20毫米至60毫米。漆包線的繞 制匝數為300匝至500匝，線徑在0. 15毫米至0. 50毫米。檢測模塊，包括若干個檢測單元和一個由絕緣材料構成用于固定的平板。檢測單 元是弱磁測量元件，如繞制的檢測線圈或集成磁測量器件等，檢測單元固定在平板中部。平 板的四角延伸出四個安裝支架。利用檢測模塊的安裝支架和激勵模塊的安裝支柱，將檢測 模塊和激勵模塊緊固連接，連接方向使檢測單元的感應方向與激勵模塊的激勵單元產生的激勵磁場正交。使用時，檢測單元的感應方向與被檢測對象的表面垂直。接線模塊，包括一個印刷電路板和一個由絕緣材料構成的底座。印刷電路板固定 在底座上，其基板上印制有若干個導電通路。底座的四角延伸出四個安裝支架。通過底座 的安裝支架和激勵模塊的安裝支柱，接線模塊和激勵模塊固定連接。激勵模塊的漆包線兩 端接頭、檢測模塊的檢測單元兩端接頭分別制作成雙絞線，每條雙絞線電連接至印刷電路 板的一對導電通路。本實用新型的有益效果是本實用新型所述的激勵模塊可繞制不同方向、不同匝 數或不同線徑的漆包線，實現不同的激勵特性；檢測模塊可安裝不同特性的檢測單元，構成 一維渦流探頭、二維渦流探頭、陣列渦流探頭等。根據檢測需求將激勵模塊和檢測模塊進行 組合，形成需要的渦流探頭可實現靈活多樣的檢測能力。本實用新型所述的渦流探頭其激勵單元在被測對象表面感應的渦流場在空間上 為勻強渦流場，檢測單元的感應方向與勻強渦流場正交。檢測單元位于激勵模塊底部的中 央，其感應信號主要來自缺陷產生的擾動場，避免了激勵磁場感應信號的干擾，不會產生過 大的基信號，提高了渦流檢測系統的檢測靈敏度。

圖1是本實用新型所述渦流探頭某一具體實施方式
的激勵模塊的長方體骨架結 構示意圖；圖2是本實用新型所述的渦流探頭某一具體實施方式
的檢測模塊的平板結構示 意圖；圖3是本實用新型所述的渦流探頭某一具體實施方式
的接線模塊的底座結構示 意圖；圖4是本實用新型所述的渦流探頭實施例一；圖5是本實用新型所述的渦流探頭實施例二 ；圖6是本實用新型所述的渦流探頭實施例一的實物圖；上述圖中所示標號1、長方體骨架；2、安裝支柱；3、平板；4、檢測模塊的安裝支 架；5、平板方孔；6、底部平板；7、豎直平板；8、接線模塊的安裝支架；9、印刷電路板安裝孔； 10、漆包線；11、檢測單元；12、印刷電路板；13、漆包線兩端接頭；14、檢測單元兩端接頭。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對實用新型作進一步詳細說明；但本實用新型的場量檢測 型渦流探頭不局限于實施例。圖1是本實用新型所述渦流探頭某一具體實施方式
的激勵模塊的長方體骨架結 構示意圖。如圖所示，長方體骨架1的長、寬、高的方向分別為X方向、Y方向和Z方向，在 長方體骨架ι的頂點且平行于長方體骨架的高邊，即ζ方向延伸出八個安裝支柱2，在安裝 支柱2上開設有螺孔。圖2是本實用新型所述渦流探頭某一具體實施方式
的檢測模塊的平板結構示意 圖。如圖所示，檢測模塊的平板3四角延伸出四個安裝支架4，在安裝支架4上開設有螺孔。 利用絕緣螺釘，通過安裝支架4和激勵模塊的安裝支柱2，將檢測模塊和激勵模塊固定在一起，使檢測單元的感應方向與激勵模塊的激勵單元產生的激勵磁場正交。平板3中央開設有方孔5用于安裝固定檢測單元。圖3是本實用新型所述渦流探頭某一具體實施方式
的接線模塊的底座結構示意 圖。如圖所示，底座由底部平板6和豎直平板7構成，底部平板6的四角延伸出四個安裝支 架8，在安裝支架8上開設有螺孔；豎直平板7上開設有兩個圓形固定孔9，用于安裝印刷電 路板12。圖4是本實用新型所述渦流探頭的實施例一。在激勵模塊的長方體骨架1上沿其 寬度方向繞制了漆包線10，作為激勵單元；在檢測模塊的平板3中央安裝一個檢測單元11， 該檢測單元為圓柱形線圈；接線模塊底座豎直平板7上安裝印刷電路板12 ；漆包線10的兩 端接頭13和檢測單元11的兩端接頭14制作成雙絞線，每條雙絞線電連接至印刷電路板12 的一對導電通路；激勵模塊、檢測模塊和接線模塊通過絕緣螺釘完成緊固連接。圖5是本實用新型所述渦流探頭的實施例二。本實施例與實施例一的不同之處在 于激勵模塊的漆包線10繞向沿激勵模塊長方體骨架1的長度方向，檢測模塊中的檢測單元 11采用集成磁測量器件。圖6時本實用新型所述渦流探頭實施例一的實物圖。激勵模塊的長方體骨架1、檢 測模塊的平板3和接線模塊的底座采用絕緣材料尼龍加工。激勵模塊的激勵線圈采用線徑 為0. 20毫米的漆包線沿長方體骨架寬度方向繞制，繞制匝數為400匝；檢測模塊的檢測單 元為小尺寸線圈，采用線徑為0. 05毫米的漆包線繞制，繞制匝數為500匝。在使用渦流探頭過程中，利用印刷電路板的導電通路將探頭與渦流外圍電路進行 電連接后，確保探頭高度方向與被檢對象表面垂直，可以持握探頭對被檢對象進行手動掃 描檢測；也可以將探頭固定在產品生產線上，實現產品的自動檢測。上述實施例僅用來進一步說明實用新型的一種可拆裝場量檢測型渦流探頭，但本 實用新型并不局限于實施例，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡 單修改、等同變化與修飾，均落入本適用新型技術方案的保護范圍內。
權利要求一種可組裝場量檢測型渦流探頭，包括激勵模塊、檢測模塊和接線模塊，其中激勵模塊，包括由絕緣材料構成的長方體骨架和激勵單元；激勵單元是繞制在長方體骨架上的多匝漆包線，漆包線的繞制方向平行于長方體骨架的長邊或寬邊；在長方體骨架的每個頂點處且平行于長方體骨架的高邊延伸出一個安裝支柱；檢測模塊，包括若干個檢測單元和一個由絕緣材料構成用于固定的平板；檢測單元是弱磁測量元件，固定在平板中部；平板的四角延伸出四個安裝支架；利用檢測模塊的安裝支架和激勵模塊的安裝支柱，將檢測模塊和激勵模塊緊固連接，連接方向使檢測單元的感應方向與激勵模塊的激勵單元產生的激勵磁場正交；使用時，檢測單元的感應方向與被檢測對象的表面垂直；接線模塊，包括一個印刷電路板和一個由絕緣材料構成的底座；印刷電路板固定在底座上，其基板上印制有若干個導電通路；底座的四角延伸出四個安裝支架；通過底座的安裝支架和激勵模塊的安裝支柱，接線模塊和激勵模塊固定連接；激勵模塊的漆包線兩端接頭、檢測模塊的檢測單元兩端接頭分別制作成雙絞線，每條雙絞線電連接至印刷電路板的一對導電通路。
2.根據權利要求1所述的可組裝場量檢測型渦流探頭，其特征在于，激勵模塊的長方 體骨架的長寬高比例為8 5 5，長、寬、高的尺寸范圍均為20毫米至60毫米。
3.根據權利要求1或2所述的可組裝場量檢測型渦流探頭，其特征在于，激勵模塊的漆 包線的繞制匝數為300匝至500匝，線徑在0. 15毫米至0. 50毫米。
專利摘要本實用新型提供一種檢測靈敏度高、組成單元可互換的場量檢測型渦流探頭。采用的技術方案是一種可組裝場量檢測型渦流探頭，包括激勵模塊、檢測模塊和接線模塊，其中激勵模塊包括由絕緣材料構成的長方體骨架和激勵單元，檢測模塊包括若干個檢測單元和一個由絕緣材料構成用于固定的平板。接線模塊包括一個印刷電路板和一個由絕緣材料構成的底座。本實用新型所述的激勵模塊可繞制不同方向、不同匝數或不同線徑的漆包線，實現不同的激勵特性；檢測模塊可安裝不同特性的檢測單元，形成需要的渦流探頭可實現靈活多樣的檢測能力。
文檔編號G01N27/90GK201637717SQ20102016155
公開日2010年11月17日 申請日期2010年4月16日 優先權日2010年4月16日
發明者張玉華, 羅飛路, 高軍哲 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學