專利名稱：一種高靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于無損檢測的探頭裝置，特別是涉及一種高靈敏度陣 列式柔性渦流探頭裝置。
技術背景無損檢測NDT (nondestructive test)是對材料或工件實施一種不損害或不影響 其未來使用性能或用途的檢測手段，通過使用NDT,能發(fā)現材料或工件內部和表 面所存在的缺陷，能測量工件的幾何特征和尺寸，能測定材料或工件的內部組成、 結構、物理性能和狀態(tài)等。無損檢測技術現已被廣泛地應用于各個工業(yè)領域中， 比如制造業(yè)、航天航空、石油化工等領域中。無損檢測的方法有許多種，比如有 渦流檢測方法、射線檢測方法、磁記憶檢測方法、漏磁檢測方法、超聲檢測方法 等等。渦流檢測是建立在電磁感應原理基礎之上的一種無損檢測方法，它適用于導 電材料的構件；渦流檢測是把構件(導體)接近通有交流電的線圈，由線圈建立 交變磁場，該交變磁場通過構件(導體)，并與之發(fā)生電磁感應作用，在構件(導 體)內建立渦流；構件(導體)中的渦流也會產生自己的磁場，渦流磁場的作用 改變了原磁場的強弱，進而導致線圈電壓和阻抗的改變；當構件(導體)表面或 近表面出現缺陷時，將影響到渦流的強度和分布，渦流的變化又引起了檢測線圈 電壓和阻抗的變化，根據這一變化，就可以間接地知道構件(導體)內缺陷的存 在。由于在渦流檢測中，是靠檢測線圈來建立交變磁場，把能量傳遞給被檢構件 (導體)；同時又通過渦流所建立的交變磁場來獲得被檢構件(導體)中的質量信 息，所以說，檢測線圈是一種換能器，是渦流檢測探頭的重要組成部分。現有的陣列式柔性渦流探頭，是在柔性電路板上按特定的結構類型密布有許 多小線圈而構成線圈陣列，這些小線圈可以排列成一條線或一個面，工作時，采用電子學的方法按照設定的邏輯程序，對線圈陣列單元分時切換，將各線圈單元 獲取的渦流響應信號接入儀器的信號處理系統(tǒng)中去，完成一個陣列的巡回檢測， 陣列式渦流檢測探頭的一次檢測過程相當于傳統(tǒng)的單個渦流檢測探頭對部件受檢 面的反復往返步進掃描的檢測過程，因此陣列式渦流檢測探頭對于大面積的渦流 檢測具有極大的優(yōu)勢，而采用柔性電路板來作為小線圈的載體，使各陣列線圈單 元所構成的檢測線或檢測面為可撓的，這樣，就可以將陣列式柔性渦流探頭彎成 與構件的被測位置相對應的形狀，極大地提高了探頭對不同形狀構件檢測的適應 性，但是，由于線圈是直接制作在柔性電路板上，受工藝條件的局限，單位面積 所形成的線圈匝數太少，致使線圈單元的個體電感量不足，造成了探頭分辯率不 高的弊端，雖然，可以通過增加柔性電路板層數的方式來使對應的單位面積范圍 內的線圈匝數增加，然而柔性電路板的層數增加也必然導致探頭的整個厚度增加， 這樣，探頭的可撓性程度就降低，不能滿足各種形狀構件的檢測要求，因此，柔 性電路板的層數一般要控制在一定的范圍內，這樣，整個探頭單位面積范圍內的 線圈匝數就仍然太少，線圈單元的個體電感量仍然不足，致使探頭的分辯率仍然 不高，相比較于未采用柔性電路板來構成的陣列式渦流檢測探頭來說，其檢測效 果仍然不理想。實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有技術之不足，提供一種高靈敏度陣列式柔性 渦流探頭裝置，通過對現有陣列式柔性渦流探頭的結構進行改良，可以提髙線圈 單元的個體電感量，從而達到提高探頭靈敏度的目的，使陣列式柔性渦流探頭能 夠實現對被測構件進行高靈敏度的無損檢測。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是 一種高靈敏度陣列式柔性 渦流探頭裝置，包括一柔性電路板，該柔性電路板上設有按一定的陣列方式排列的多個螺旋式印 刷線圈；各印刷線圈分別設有印刷引線與外置處理電路相連接；一以鐵氧體之類的材料制作而成的背墊，該背墊固定或活動貼靠在柔性電路板相對于檢測一面的背面，并完全覆蓋于柔性電路板內的各螺旋式印刷線圈。 所述的背墊為鐵氧體之類的材料制作而成的可撓性柔性板體。 所述的背墊為鐵氧體之類的材料制作而成的剛性體，該剛性體具有與柔性電路板彎曲后的形狀對應相配合的形狀。所述的柔性電路板上的多個螺旋式印刷線圈排列成一條線。所述的柔性電路板上的多個螺旋式印刷線圈排列成一個面。所述的柔性電路板上的各螺旋式印刷線圈的圈數相同。所述的柔性電路板上的各螺旋式印刷線圈的圈數不相同。所述的柔性電路板為單層板體結構。所述的柔性電路板為多層板體結構。所述的螺旋式印刷線圈的圈數為單圈或多圈。本實用新型的一種高靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置，是在柔性電路板相對 于檢測一面的背面墊一塊由鐵氧體材料制作而成的背墊，該背墊也可以由具有鐵 氧體類似性能的其它材料制作而成，加背墊的目的是為了提高線圈單元的個體電 感量。該背墊可以為可撓性柔性板體，將該柔性背墊固定在柔性電路板的背面， 柔性背墊可以隨柔性電路板進行彎曲；該背墊也可以為剛性體，制成剛性體時， 其剛性背墊的形狀應當與柔性電路板彎曲后的形狀對應相配合，比如，柔性電路 板要彎曲成圓形來檢測管件時，剛性背墊的形狀就應當制作成圓環(huán)形，讓彎曲成 圓形的柔性電路板放置在剛性背墊內，因而，剛性背墊的還有一個作用是對柔性 電路板的彎曲形狀進行固定。柔性電路板可以為單層板體結構，也可以是多層板 體結構，當采用多層板體結構時，通常采用偶數層，并且要將兩相鄰的柔性電路 板層的螺旋式印刷線圈的螺旋方向設計為相反方向，這樣才能保證上下層印刷線 圈通過的電流方向為相同方向，同時，在制作工藝上，相鄰層柔性電路板印刷線 圈之間的相互連接采用在各相鄰的柔性電路板的各印刷線圈的相連接處設有由孔 金屬化工藝制作而成的連接點，這樣，從工藝制作角度也便于實現各層螺旋式印 刷線圈之間的連接。螺旋式印刷線圈的螺旋形狀通常采用圓形，但是也不排除采用方形或三角形等其它形狀。各螺旋式印刷線圈的圈數可以為單圈，也可以為多 圈，這取決于設計的需要。柔性電路板上的各螺旋式印刷線圈的圈數可以相同， 也可以不相同。柔性電路板上的多個螺旋式印刷線圈可以排列成一條線，也可以 排列成一個面，前者的設計方式使探頭的檢測點成線性分布，后者的設計方式使 探頭的檢測點成面分布，而無論是前者方式還是后者方式，當柔性電路板被彎曲 時，比如彎曲成弧形，則前者形式的探頭的檢測點就成弧線分布，而后者形式的 探頭的檢測點就成弧形面分布。本實用新型的有益效果是，由于采用了一柔性電路板、 一以鐵氧體之類的材 料制作而成的背墊來作為高靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置，且背墊是墊在柔性 電路板相對于檢測一面的背面，該背墊并完全覆蓋于柔性電路板內的各螺旋式印 刷線圈，使得檢測時，各線圈單元的個體電感量得到增加，從而達到了提髙探頭 靈敏度的目的，使陣列式柔性渦流探頭能夠實現對被測構件進行高靈敏度的無損 檢測。采用現有常規(guī)的陣列式柔性渦流探頭對構件進行常規(guī)的渦流檢測已有成熟 的技術可被應用，難而由于柔性電路板制作工藝的局限，使柔性電路板上單位面 積的線圈匝數太少，致使線圈單元的個體電感量不足，造成常規(guī)的陣列式柔性渦 流探頭的檢測靈敏度較低。如何提高陣列式柔性渦流探頭的檢測靈敏度是人們長 期以來所期望解決的問題，人們首先想到了通過增加線圈單元的個體電感量來提 高陣列式柔性渦流探頭的檢測靈敏度， 一種方案是通過增加柔性電路板的層數來 增加線圈匝數，但是，柔性電路板的層數太多就會使柔性電路板的可撓性下降， 不能實現所需要的彎曲度；另一種方案是設想在線圈中增加鐵芯，要想在印刷電 路板的印刷線圈中制作鐵芯，這在制作工藝上是相當困難的；因而，長期以來無 法解決該問題，而本實用新型采用了在現有的陣列式柔性渦流探頭的背面墊一塊 由鐵氧體之類的材料制作而成的背墊，既實現了提高線圈單元的個體電感量的目 的，同時，在制作工藝上也是相當容易實現的，而且由于可以釆用將背墊活動貼 靠在常規(guī)的陣列式柔性渦流探頭的背面，就不會影響柔性渦流探頭的可撓性，同時使檢測過程也十分簡單，該探頭裝置解決了人們長期以來無法解決的問題，具 有較好的應用前景。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步詳細說明；但本實用新型的一 種高靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置不局限于實施例。

圖1是本實用新型的高靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置的構造示意圖,-圖2是本實用新型的柔性電路板的印刷線圈的一種陣列分布方式示意圖； 圖3是本實用新型的柔性電路板的印刷線圈的另一種陣列分布方式示意圖； 圖4是本實用新型的多層柔性電路板的各印刷線圈的連接示意圖； 圖5是本實用新型的印刷線圈陣列接入外置處理電路的原理框圖； 圖6是本實用新型的探頭裝置的一種使用方式示意圖； 圖7是本實用新型的探頭裝置的另一種使用方式示意圖。
具體實施方式
參見附圖所示，本實用新型的一種高靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置，包括-一柔性電路板1，該柔性電路板1上設有按一定的陣列方式排列的多個螺旋 式印刷線圈2;各印刷線圈分別設有印刷引線20與外置處理電路相連接；一以鐵氧體材料制作而成的背墊3,該背墊3固定或活動貼靠在柔性電路板 1相對于檢測一面的背面，并完全覆蓋于柔性電路板1內的各螺旋式印刷線圈2。 其中背墊3為鐵氧體材料制作而成的可撓性柔性板體；當然該背墊也可為鐵氧體 材料制作而成的剛性體，該剛性體具有與柔性電路板彎曲后的形狀對應相配合的 形狀；柔性電路板1上的多個螺旋式印刷線圈2可以排列成一條線(如圖2所示)，也可以排列成一個面(如圖3所示)；當柔性電路板1的印刷線圈2排列成一條線時，柔性電路板1通常為條帶狀；柔性電路板l上的各螺旋式印刷線圈的圈數相同，當然，柔性電路板上的各螺旋式印刷線圈的圈數也可以不相同；柔性電路板可以采用多層板體結構(如圖4所示)，當然，柔性電路板也可 以為單層板體結構；螺旋式印刷線圈2的圈數為多圈，當然也可以為單圈。本實用新型的一種高靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置，是在柔性電路板1相 對于檢測一面的背面墊一塊由鐵氧體材料制作而成的背墊3，該背墊也可以由具 有鐵氧體類似性能的其它材料制作而成，加背墊3的目的是為了提高線圈單元的 個體電感量。該背墊可以采用可撓性柔性板體的設計，圖6即為本實用新型的探頭裝置的 一種使用實施方式的示意圖，背墊3為可撓性柔性板體，它可以隨著柔性電路板 的彎曲形狀進行彎曲，比如用于飛機機翼的檢測時，飛機機翼通常有一定的弧形， 柔性電路板1可以彎曲成適配于飛機機翼的弧形形狀，由于背墊3也是柔性的， 因此，也可以彎曲成對應的形狀貼在柔性電路板l的背面，正是由于背墊3也是 柔性的，因此，背墊3可以固定在柔性電路板1的背面形成一個整體式的探頭， 可實現整體彎曲，也可以需要時先彎曲然后再貼靠在柔性電路板1的背面。該背墊也可以采用剛性體的設計，圖7即為本實用新型的探頭裝置的另一種 使用實施方式的示意圖，背墊3為剛性體，制成剛性體時，其剛性背墊3的形狀 應當與柔性電路板1彎曲后的形狀對應相配合，柔性電路板1要彎曲成圓形來檢 測管件10時，剛性背墊3的形狀就制作成圓環(huán)形，讓彎曲成圓形的柔性電路板l 放置在剛性背墊3內，因而，剛性背墊3的還有一個作用是可以對柔性電路板的 彎曲形狀進行固定。柔性電路板可以為單層板體結構，也可以是多層板體結構，圖4為本實用新 型的多層柔性電路板的各印刷線圈的連接示意圖；在這種多層板體結構中，通常 應當采用偶數層，該實施例采用6層結構，印刷線圈21為第一層上的一個線圈單 元，印刷線圈22為第二層中與第一層印刷線圈21的位置相對應的一個線圈單元, 印刷線圈23為第三層中與第二層印刷線圈22的位置相對應的一個線圈單元，印刷線圈24為第四層中與第三層印刷線圈23的位置相對應的一個線圈單元，印刷 線圈25為第五層中與第四層印刷線圈24的位置相對應的一個線圈單元，印刷線 圈26為第六層中與第五層印刷線圈25的位置相對應的一個線圈單元。在第一層 柔性電路板印刷線圈21內圈端點處設有孔金屬化工藝制作而成的連接點211,當 第一層與第二層相疊合時，印刷線圈21就通過連接點211與印刷線圈22相連接; 在第二層柔性電路板印刷線圈22外圈端點處設有孔金屬化工藝制作而成的連接 點221,當第二層與第三層相疊合時，印刷線圈22就通過連接點221與印刷線圈 23相連接；在第三層柔性電路板印刷線圈23內圈端點處設有孔金屬化工藝制作 而成的連接點231，當第三層與第四層相疊合時，印刷線圈23就通過連接點231 與印刷線圈24相連接；在第四層柔性電路板印刷線圈24外圈端點處設有孔金屬 化工藝制作而成的連接點241,當第四層與第五層相疊合時，印刷線圈24就通過 連接點241與印刷線圈25相連接；在第五層柔性電路板印刷線圈25內圈端點處 設有孔金屬化工藝制作而成的連接點251,當第五層與第六層相疊合時，印刷線 圈25就通過連接點251與印刷線圈26相連接。當六層柔性電路板都相疊合后， 第一層的印刷線圈21、第二層的印刷線圈22、第三層的印刷線圈23、第四層的 印刷線圈24、第五層的印刷線圈25、第六層的印刷線圈26就串接在一起構成一 個單元線圈，由于相鄰的印刷線圈的螺旋方向相反，串接后，保證了電流的旋轉 方向相同，單元線圈的引線20則分別設在最上層印刷線圈21和最下層印刷線圈 26上。這種結構，在制作工藝上，把相鄰層柔性電路板印刷線圈之間的相互連接 采用在各相鄰的柔性電路板的各印刷線圈的相連接處設有由孔金屬化工藝制作而 成的連接點，這樣，從工藝制作角度也便于實現各層螺旋式印刷線圈之間的連接。 螺旋式印刷線圈的螺旋形狀通常采用圓形，但是也不排除采用方形或三角形等其 它形狀。各螺旋式印刷線圈的圈數可以為單圈，也可以為多圈，這取決于設計的 需要。柔性電路板上的各螺旋式印刷線圈的圈數可以相同，也可以不相同。柔性 電路板上的多個螺旋式印刷線圈可以排列成一條線，也可以排列成一個面，前者 的設計方式使探頭的檢測點成線性分布，后者的設計方式使探頭的檢測點成面分布，而無論是前者方式還是后者方式，當柔性電路板被彎曲時，比如彎曲成弧形， 則前者的探頭的檢測點就成弧線分布，而后者的探頭的檢測點就成弧形面分布。圖5是本實用新型的印刷線圈陣列接入外置處理電路的原理框圖，柔性電路 板1的各印刷線圈2構成陣列線圈31，陣列線圈31中的各印刷線圈2分別與單 元陣列的模擬開關陣32的各模擬開關對應相接，單元陣列的模擬開關陣32的輸 出接至信號采集模塊33的輸入，信號采集模塊33的輸出接至信號處理模塊34 的輸入，信號處理模塊34的輸出接至計算機系統(tǒng)35，計算機系統(tǒng)35的輸出接至 顯示器36，鍵盤37的輸出接至計算機系統(tǒng)35，信號處理模塊34和計算機系統(tǒng) 35的控制信號輸出接至單元陣列的模擬開關陣32。由陣列線圈31中的各印刷線 圈2產生的感應信號，通過單元陣列的模擬開關陣32的模擬切換，由信號采集模 塊33予以采集，而后再送入信號處理模塊34予以處理，最后由計算機系統(tǒng)35 進行計算、分析，并通過顯示器36顯示出來。上述實施例僅用來進一步說明本實用新型的一種高靈敏度陣列式柔性渦流 探頭裝置，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 以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本實用新型技術方案 的保護范圍內。
權利要求1.一種高靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置，其特征在于包括一柔性電路板，該柔性電路板上設有按一定的陣列方式排列的多個螺旋式印刷線圈；各印刷線圈分別設有印刷引線與外置處理電路相連接；一以鐵氧體之類的材料制作而成的背墊，該背墊固定或活動貼靠在柔性電路板相對于檢測一面的背面，并完全覆蓋于柔性電路板內的各螺旋式印刷線圈。
2. 根據權利要求1所述的一種髙靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置，其 特征在于所述的背墊為鐵氧體之類的材料制作而成的可撓性柔性板體。
3. 根據權利要求1所述的一種高靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置，其 特征在于所述的背墊為鐵氧體之類的材料制作而成的剛性體，該剛性體 具有與柔性電路板彎曲后的形狀對應相配合的形狀。
4. 根據權利要求1所述的一種高靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置，其 特征在于所述的柔性電路板上的多個螺旋式印刷線圈排列成一條線。
5. 根據權利要求1所述的一種高靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置，其 特征在于所述的柔性電路板上的多個螺旋式印刷線圈排列成一個面。
6. 根據權利要求1所述的一種高靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置，其 特征在于所述的柔性電路板上的各螺旋式印刷線圈的圈數相同。
7. 根據權利要求1所述的一種高靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置，其 特征在于所述的柔性電路板上的各螺旋式印刷線圈的圈數不相同。
8. 根據權利要求1所述的一種高靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置，其 特征在于所述的柔性電路板為單層板體結構。
9. 根據權利要求1所述的一種高靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置，其 特征在于所述的柔性電路板為多層板體結構。
10. 根據權利要求1所述的一種髙靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置， 所述的螺旋式印刷線圈的圈數為單圈或多圈。
專利摘要本實用新型公開了一種高靈敏度陣列式柔性渦流探頭裝置，包括一柔性電路板、一以鐵氧體之類的材料制作而成的背墊；該柔性電路板上設有按一定的陣列方式排列的多個螺旋式印刷線圈；各印刷線圈分別設有印刷引線與外置處理電路相連接；該背墊固定或活動貼靠在柔性電路板相對于檢測一面的背面，并完全覆蓋于柔性電路板內的各螺旋式印刷線圈。通過在柔性電路板的背面加背墊，檢測時，使各線圈單元的個體電感量得到增加。通過提高線圈單元的個體電感量，從而達到了提高探頭靈敏度的目的，使陣列式柔性渦流探頭能夠實現對被測構件進行高靈敏度的無損檢測。
文檔編號G01N27/90GK201218805SQ200820102970
公開日2009年4月8日 申請日期2008年7月7日 優(yōu)先權日2008年7月7日
發(fā)明者林俊明 申請人:林俊明