一种线阵式阵列涡流传感器及涡流检测方法.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CN112964780A(43)申请公布日2021.06.15(21)申请号202110287611.9(22)申请日2021.03.17(71)申请人西安热工研究院有限公司地址710048陕西省西安市碑林区兴庆路136号(72)发明人王鹏秦承鹏陈征李东江王志强王强王福贵李梁(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人张海平(51)Int.Cl.G01N27/904(2021.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种线阵式阵列涡流传感器及涡流检测方法(57)摘要本发明公开了一种线阵式阵列涡流传感器及涡流检测方法，包括若干用于激励涡流信号的第一线圈以及用于接收涡流响应信号的第二线圈，其中，第一个第二线圈接收第一个第一线圈激励的涡流信号所形成的涡流响应信号，第i个第二线圈及第i+1个第二线圈接收第i+1个第一线圈激励的涡流信号所形成的涡流响应信号，其中，i大于等于1，该传感器及方法能够识别水轮机叶片的裂纹类缺陷。CN112964780ACN112964780A权利要求书1/2页1.一种线阵式阵列涡流传感器，其特征在于，包括若干用于激励涡流信号的第一线圈(1)以及用于接收涡流响应信号的第二线圈(2)，其中，第一个第二线圈(2)接收第一个第一线圈(1)激励的涡流信号所形成的涡流响应信号，第i个第二线圈(2)及第i+1个第二线圈(2)接收第i+1个第一线圈(1)激励的涡流信号所形成的涡流响应信号，其中，i大于等于1。2.一种水轮机叶片线阵式阵列涡流检测方法，其特征在于，包括下述步骤：取权利要求1所述的线阵式阵列涡流传感器，并将所述线阵式阵列涡流传感器与测量仪器相连接；设定测量仪器的检测频率；调节涡流响应信号的阻抗图相位；设定测量仪器的灵敏度；通过测量仪器激励第一线圈(1)发出涡流信号，并通过第二线圈(2)接收涡流响应信号；对接收到的涡流响应信号进行识别及分析，以判断水轮机叶片是否存在缺陷，完成水轮机叶片线阵式阵列涡流检测。3.根据权利要求2所述的水轮机叶片线阵式阵列涡流检测方法，其特征在于，第一线圈(1)及第二线圈(2)的内半径、中心距离控制在检测灵敏度最大处。4.根据权利要求2所述的水轮机叶片线阵式阵列涡流检测方法，其特征在于，第一线圈(1)及第二线圈(2)的外半径均为1.5mm，内半径为0.6mm，第一线圈(1)及第二线圈(2)的高度均为0.12mm，第一线圈(1)及第二线圈(2)的提离距离均为0.2mm，相邻第一线圈(1)之间的中心距离为8mm，相邻第二线圈(2)之间的中心距离为8mm。5.根据权利要求2所述的水轮机叶片线阵式阵列涡流检测方法，其特征在于，设定检测频率的过程为：取试块，在试块上制作人工缺陷，通过线阵式阵列涡流传感器检测所述人工缺陷，同时调节检测频率，使得人工缺陷对应的涡流响应信号达到最大幅值，再将当前的检测频率设定为测量仪器的检测频率。6.根据权利要求2所述的水轮机叶片线阵式阵列涡流检测方法，其特征在于，设定的测量仪器的检测频率为300kHz～1000kHz。7.根据权利要求2所述的水轮机叶片线阵式阵列涡流检测方法，其特征在于，调节涡流响应信号的阻抗图相位的具体过程为：将提离信号的相位调节为水平方向，人工缺陷的涡流响应信号与提离信号之间的相位差调节至最大；其中，通过改变检测频率，同时调节提离信号的相位，使提离信号的相位处于水平方向；通过调节人工缺陷的涡流响应信号的垂直、水平比，以增大人工缺陷的涡流响应信号与提离信号之间的相位差。8.根据权利要求2所述的水轮机叶片线阵式阵列涡流检测方法，其特征在于，设定测量仪器的灵敏度的具体过程为：在试块上制作长度为5mm的矩形槽人工缺陷，再利用测量仪器通过线阵式阵列涡流传感器对所述矩形槽人工缺陷进行检测，通过调节测量仪器的灵敏度，使得矩形槽人工缺陷2CN112964780A权利要求书2/2页的涡流响应信号的幅值大于等于满屏的45％，噪声信号小于满刻度的20％。3CN112964780A说明书1/4页一种线阵式阵列涡流传感器及涡流检测方法技术领域[0001]本发明属于无损检测领域，涉及一种线阵式阵列涡流传感器及涡流检测方法。背景技术[0002]水轮机叶片作为水电机组关键设备，其安全性直接影响水电站的安全经济运行。水轮机叶片长期受到水流、砂石等介质的冲刷腐蚀，导致金属表面凹凸不平，在冲蚀过程中快速减薄。近年来，多个单机容量从60MW至600MW的水电机组均发现了水轮机叶片存在裂纹缺陷，甚至部分机组的叶片基体发生脱落情况，使机组产生强烈的振动及负荷波动，导致机组不能安全稳定运行。为尽早发现水轮机叶片的裂纹等缺陷，对常规无损检测方法的有效性进行了梳理，常规超声检测是目前应用较广的