基于阵列式传感器的涡流无损检测装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110146590A(43)申请公布日2019.08.20(21)申请号201910448606.4(22)申请日2019.05.28(71)申请人杭州电子科技大学地址310018浙江省杭州市江干区白杨街道2号大街1158号(72)发明人翁凯伦王志强康洁胡先意(74)专利代理机构北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙)11390代理人胡剑辉(51)Int.Cl.G01N27/90(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称基于阵列式传感器的涡流无损检测装置(57)摘要本发明公开了基于阵列式传感器的涡流无损检测装置，包括正弦波发生器、功率放大器、阵列式组合探头、信号调理模块与数据采集模块；所述正弦波发生器输出端连接在功率放大器上，功率放大器的输出端连接在阵列式组合探头上，阵列式组合探头采集的模拟电压信号经过信号调理模块与数据采集模块处理后显示出检测结果；本发明使用大线圈配合传感器阵列检测涡流，增大检测面积，减少了检测时间，提高了系统可靠性，避免了漏检与盲视；利用阵列式传感器敏感轴两两正交排列设计实现对试件裂纹三维检测功能，能够获得裂纹更详细的信息。CN110146590ACN110146590A权利要求书1/1页1.基于阵列式传感器的涡流无损检测装置，其特征在于：包括正弦波发生器、功率放大器、阵列式组合探头、信号调理模块与数据采集模块；所述正弦波发生器输出端连接在功率放大器上，功率放大器的输出端连接在阵列式组合探头上，阵列式组合探头采集的模拟电压信号经过信号调理模块与数据采集模块处理后显示出检测结果；阵列式组合探头主要由线圈固定架(1)、PCB板(2)、磁传感器(3)组成的阵列与绕制线圈(4)组成；所述绕制线圈(4)均匀绕制在线圈固定架(1)上，PCB板(2)设置在圈固定架(1)的底面，磁传感器(3)分成三组，每组至少包括两个磁传感器(3)，每一组的磁传感器(3)的敏感轴方向一致，不同组的磁传感器(3)敏感轴互相垂直且均焊接在PCB板(2)上；所述信号调理模块主要由仪表放大器和低通滤波器组成，当磁传感器(3)检测到磁场信号后，传感器内部电桥平衡打破产生输出差分电压信号，输出的电压信号经仪表放大器放大后再通过低通滤波器滤除无用的高频干扰信号；所述数据采集模块包括多路ADC和上位机；经信号调理模块调理后的信号经过多路ADC将磁传感器(3)的模拟电压信号转换成数字信号，转换后的数字信号经过上位机处理并显示；三组磁传感器(3)组成的阵列能够检测空间三轴的磁场变化，单次检测能够检测出待测试件裂纹长宽深的参数，达到精准检测待测试件裂纹的目的。2.根据权利要求1所述的基于阵列式传感器的涡流无损检测装置，其特征在于：所述线圈固定架(1)成哑铃状设计，其包括固定架本体(103)，所述固定架本体(103)的两端分别固定连接有第一挡板(101)和第二挡板(102)。3.根据权利要求2所述的基于阵列式传感器的涡流无损检测装置，其特征在于：所述固定架本体(103)设计成圆柱体且其底面半径为5～8cm。4.根据权利要求1所述的基于阵列式传感器的涡流无损检测装置，其特征在于：所述绕制线圈(4)的绕制匝数为800～1500匝。5.根据权利要求1所述的基于阵列式传感器的涡流无损检测装置，其特征在于：所述磁传感器(3)采用自旋阀的巨磁阻传感器、磁隧道结传感器或霍尔传感器。6.根据权利要求1所述的基于阵列式传感器的涡流无损检测装置，其特征在于：所述阵列式组合探头侧面设置有一圆筒状的软磁材料制成的屏蔽层(5)。2CN110146590A说明书1/5页基于阵列式传感器的涡流无损检测装置技术领域[0001]本发明涉及涡流检测技术领域，具体为基于阵列式传感器的涡流无损检测装置。背景技术[0002]涡流无损检测通常应用飞机、船舶、汽车和以及大型机械零件检测等建造工业领域中。涡流无损检测过程是当给线圈施以交流激励信号时，在线圈周围及导电媒质内产生交变磁场。由法拉第电磁感应定律可知，在导电媒质内会产生涡旋状的电场，进而形成涡旋状的电流，即涡流。涡流的强弱与媒质属性有密切关系，而涡流的存在也会引起空间磁场的变化。一般通过线圈、霍尔等磁场传感器测量磁场的变化，就可获知媒质的各种信息，如导电率、磁导率、厚度以及媒质是否存在腐蚀、裂纹等缺陷。[0003]现有的涡流无损检测探头面积小检测时间长，容易出现漏检与盲视，而且小线圈只能采用小的提离距离，增大了检测难度。不仅如此，现有的涡流无损检测探头多采用单一传感器检测方式，检测精度差且无法对裂纹进行三维检测。[0004]目前也存在一些涡流阵列式检测的案列，例如专利号为CN103487502A，名称为检测复杂导电结构表面缺陷的涡流阵列探头及系统的