專利名稱：基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無損檢測裝置，特別是涉及一種基于電磁檢測原理的提高間隙測 量范圍與線性度的裝置。
背景技術：
工業(yè)生產(chǎn)中，某些特殊產(chǎn)品規(guī)格尺寸要求嚴格，需要經(jīng)過精密測量，以確保其質量 性能達到標準。例如某核燃料棒外圍熱傳導器由多層金屬套管組成，其數(shù)量較多，管間縫隙 尺寸要求嚴格，變化范圍大，需要進行精密測量，采用常規(guī)間隙尺寸測量方法，只能分段并 更換探頭規(guī)格進行抽檢，方便性差，檢測周期長，且容易出現(xiàn)漏檢的情況。此外，各種常規(guī)間 隙測量方法都有其局限性，大多只能測量特定的檢測對象，適用面較窄，對某些不同材料構 件，甚至無法實施檢測。如電容間隙測量法，其檢測對象必須是金屬材料，同時其測量范圍 很小，間隙變化稍大些，靈敏度與準確度急速下降；常規(guī)電感或渦流間隙測量法，檢測對象 也必須是金屬材料，由于提離效應，其動態(tài)范圍小、線性度也不理想。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術之不足，提供了適用于任何金屬或非金屬材料的 基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，該設計基于電磁檢測原理，采用 獨特的鐵磁性微彈片和彈簧式檢測線圈，適用于任何金屬或非金屬材料的間隙測量，更為 重要的是，極大的提高了間隙測量范圍及線性度，提高測量值的準確性。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，第一種結構為，包括彈性金 屬薄片、彈簧式檢測線圈、薄電路板、背襯金屬片、手持桿、電纜。彈性金屬薄片與薄電路板 單邊膠接固定；彈簧式檢測線圈的兩端分別與彈性金屬薄片和薄電路板電連接；背襯金屬 片膠接固定在薄電路板背面；手持桿固定在彈性金屬薄片與薄電路板的膠接邊；電纜的一 端與彈性金屬薄片和薄電路板電連接，另一端穿過手持桿的中空導管。所述彈性金屬薄片 的材質為鐵磁性彈簧鋼，彈性金屬薄片的單邊與薄電路板的單邊采用絕緣膠粘接固定，彈 性金屬薄片的另一邊向外側彎曲，在不受外力的情況下，彈性金屬薄片與薄電路板之間形 成一定的夾角空隙，彈性金屬薄片的寬度與薄電路板寬度相同，彈性金屬薄片的長度等于 薄電路板的長度，采用彈性金屬薄片的作用主要有二點一是使裝置具有“微動”空間，二 是屏蔽施加在線圈中的交變電磁場，盡可能減少被檢材料(特別是金屬)對線圈電磁場的 影響，裝置可以檢測任何材料工件的間隙。所述彈簧式檢測線圈材質為表面鍍有絕緣漆層 的鈹銅導線，彈簧式檢測線圈采用螺旋纏繞方式繞制，彈簧式檢測線圈的中心位置的端口 為輸出端，輸出端焊接固定在彈性金屬薄片的內表面上，彈簧式檢測線圈的最外圈位置的 端口為輸入端，輸入端焊接固定在薄電路板上的電路輸出端，形成螺旋圓錐型檢測線圈，彈 簧式檢測線圈的線圈直徑、長度、纏繞匝數(shù)根據(jù)檢測要求中的感應磁場強度的大小及線圈 阻抗大小確定，鈹銅是銅合金中性能最好的高級有彈性材料，有很高的強度、彈性、硬度、疲勞強度、彈性滯后小、耐蝕、耐磨、耐寒、高導電、無磁性等一系列優(yōu)良的物理、化學和力學性 能，采用鈹銅制作的彈簧式檢測線圈，可自由彈性伸縮，測量范圍大，當彈簧式檢測線圈受 到外部擠壓或拉伸時，線圈長度改變，線圈的電感也將改變，通過測量電感的變化值，即可 實現(xiàn)間接測量間隙值及其變化量的目的，由于本裝置是直接測量線圈長度變化導致的電感 的變化值，不同于常規(guī)電感或渦流測量方法，不受提離效應的影響，同時具有很好的測量線 性度與精度。所述薄電路板可采用單面印刷電路板或單面PCB電路板，薄電路板中有一條 電路，電路的輸出端焊接固定彈簧式檢測線圈的輸入端，電路的輸入端焊接固定電纜的激 勵線端，薄電路板的面積大小應大于彈簧式檢測線圈的螺旋圓錐底面的面積大小。所述背 襯金屬片材質為鐵磁性鋼，背襯金屬片采用絕緣膠粘接固定在薄電路板的背面，背襯金屬 片的面積與薄電路板面積相同，背襯金屬片用于屏蔽施加在線圈中的交變電磁場，盡可能 減少被檢材料(特別是金屬)對線圈電磁場的影響。所述手持桿由兩條有軸向凹槽的窄鋼 板條對接膠接制成，兩個凹槽對接形成中空導管，這樣既可增加強度，中空又可作為傳感器 導線槽引出電纜，手持桿前端與彈性金屬薄片和背襯金屬片采用絕緣膠粘接固定。所述電 纜采用雙絞線，電纜中的激勵線端口與薄電路板上的電路輸入端焊接固定，電纜中的地線 端口與彈性金屬薄片焊接固定。
基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，第二種結構為，包括二 個彈性金屬薄片、彈簧式檢測線圈、手持桿、電纜，其特征在于二個彈性金屬薄片單邊膠接 固定；彈簧式檢測線圈固定在二個彈性金屬薄片之間；手持桿固定在二個彈性金屬薄片的 膠接邊；電纜的一端與彈簧式檢測線圈電連接，另一端穿過手持桿的中空導管。所述二個彈 性金屬薄片的材質為鐵磁性彈簧鋼，二個彈性金屬薄片的單邊采用絕緣膠粘接固定，二個 彈性金屬薄片的另一邊向外側彎曲，在不受外力的情況下，二個彈性金屬薄片之間形成一 定的夾角空隙，二個彈性金屬薄片相對面的中心位置各焊接有一個金屬凸頭。所述彈簧式 檢測線圈材質為表面鍍有絕緣漆層的鈹銅導線，采用螺線管纏繞方式，彈簧式檢測線圈兩 端分別固定在二個彈性金屬薄片的金屬凸頭上。所述手持桿由兩條有軸向凹槽的窄鋼板條 對接膠接制成，兩個凹槽對接形成中空導管，手持桿前端與二個彈性金屬薄片的膠接邊采 用絕緣膠粘接固定。所述電纜采用雙絞線，電纜中的激勵線端口和地線端口分別與彈簧式 檢測線圈的兩端口焊接固定。第二種結構的測量范圍大于第一中結構，可用于較大間隙的 測量工作。
本發(fā)明的有益效果是，基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置， 設計了適用于任何金屬或非金屬材料的間隙測量線性度很小的測量裝置，采用獨特的鐵磁 性微彈片和彈簧式檢測線圈，通過測量電磁檢測的變化，測量工件間隙的大小，本裝置適用 于任何金屬或非金屬材料的間隙測量，更為重要的是，增加了間隙測量范圍，提高了測量線 性度與精度。
以下結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明的基于電磁檢測原理的提 高間隙測量范圍與線性度的裝置不局限于實施例。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是本發(fā)明第一實施例的裝置三維示意圖。
圖2是本發(fā)明第一實施例的裝置三維分解示意圖。
圖3是本發(fā)明第一實施例的裝置平面示意圖。
圖4是本發(fā)明第二實施例的傳感器裝置三維示意圖。
圖5是本發(fā)明第二實施例的傳感器裝置三維分解示意圖。
圖6是本發(fā)明第二實施例的裝置平面示意圖。
圖中，1.彈性金屬薄片，2.彈簧式檢測線圈，3.薄電路板，4.背襯金屬片，5.手持 桿，6.導線,7.凹槽，11.金屬凸頭。
具體實施方式
圖1、圖2、圖3所示的第一實施例中，基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線 性度的裝置，第一種結構為，包括彈性金屬薄片(I)、彈簧式檢測線圈(2)、薄電路板(3)、背 襯金屬片(4)、手持桿(5)、電纜(6)。彈性金屬薄片(I)與薄電路板(3)單邊膠接固定；彈 簧式檢測線圈(2)的兩端分別與彈性金屬薄片(I)和薄電路板(3)電連接；背襯金屬片(4) 膠接固定在薄電路板(3)背面；手持桿(5)固定在彈性金屬薄片(I)與薄電路板(3)的膠 接邊；電纜(6)的一端與彈性金屬薄片(I)和薄電路板(3)電連接，另一端穿過手持桿(5) 的中空導管。所述彈性金屬薄片(I)的材質為鐵磁性彈簧鋼，彈性金屬薄片(I)的單邊與 薄電路板(3)的單邊采用絕緣膠粘接固定，彈性金屬薄片(I)的另一邊向外側彎曲，在不受 外力的情況下，彈性金屬薄片(I)與薄電路板(3)之間形成一定的夾角空隙，彈性金屬薄片 (O的寬度與薄電路板(3)寬度相同，彈性金屬薄片(I)的長度等于薄電路板(3)的長度。 所述彈簧式檢測線圈(2)材質為表面鍍有絕緣漆層的鈹銅導線，彈簧式檢測線圈(2)采用 螺旋纏繞方式繞制，彈簧式檢測線圈(2)的中心位置的端口為輸出端，輸出端焊接固定在彈 性金屬薄片(I)的內表面上，彈簧式檢測線圈(2)的最外圈位置的端口為輸入端，輸入端焊 接固定在薄電路板(3)上的電路輸出端，形成螺旋圓錐型檢測線圈，彈簧式檢測線圈(2)的 線圈直徑、長度、纏繞匝數(shù)根據(jù)檢測要求中的感應磁場強度的大小及線圈阻抗大小確定。所 述薄電路板(3)可采用單面印刷電路板或單面PCB電路板，薄電路板(3)中有一條電路，電 路的輸出端焊接固定彈簧式檢測線圈(2)的輸入端，電路的輸入端焊接固定電纜(6)的激 勵線端，薄電路板(3)的面積大小應大于彈簧式檢測線圈(2)的螺旋圓錐底面的面積大小。 所述背襯金屬片(4)材質為鐵磁性鋼，背襯金屬片(4)采用絕緣膠粘接固定在薄電路板(3) 的背面，背襯金屬片(4)的面積與薄電路板(3)面積相同。所述手持桿(5)由兩條有軸向凹 槽(7)的窄鋼板條對接膠接制成，兩個凹槽(7)對接形成中空導管，手持桿(5)前端與彈性 金屬薄片(I)和背襯金屬片(4)采用絕緣膠粘接固定。所述電纜(6)采用雙絞線，電纜(6) 中的激勵線端口與薄電路板(3)上的電路輸入端焊接固定，電纜(6)中的地線端口與彈性 金屬薄片(I)焊接固定。
在圖4、圖5、圖6所示的第二實施例中，本發(fā)明與第一實施例的不同之處在于基 于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，第二種結構為，包括二個彈性金屬 薄片(I)、彈簧式檢測線圈(2)、手持桿(5)、電纜(6)。二個彈性金屬薄片(I)單邊膠接固定； 彈簧式檢測線圈(2)固定在二個彈性金屬薄片(I)之間；手持桿(5)固定在二個彈性金屬薄 片(I)的膠接邊；電纜(6)的一端與彈簧式檢測線圈(2)電連接，另一端穿過手持桿的中空 導管。所述二個彈性金屬薄片(I)的材質為鐵磁性彈簧鋼，二個彈性金屬薄片(I)的單邊采用絕緣膠粘接固定，二個彈性金屬薄片(I)的另一邊向外側彎曲，在不受外力的情況下，二 個彈性金屬薄片(I)之間形成一定的夾角空隙，二個彈性金屬薄片(I)相對面的中心位置 各焊接有一個金屬凸頭(11)。所述彈簧式檢測線圈(2 )材質為表面鍍有絕緣漆層的鈹銅導 線，采用螺線管纏繞方式，彈簧式檢測線圈(2)兩端分別固定在二個彈性金屬薄片(I)的金 屬凸頭(11)上。所述手持桿(5)由兩條有軸向凹槽(7)的窄鋼板條對接膠接制成，兩個凹 槽(7)對接形成中空導管，手持桿(5)前端與二個彈性金屬薄片(I)的膠接邊采用絕緣膠粘 接固定。所述電纜(6)采用雙絞線，電纜(6)中的激勵線端口和地線端口分別與彈簧式檢測 線圈(2)的兩端口焊接固定。
上述實施例僅用來進一步說明本發(fā)明的基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍 與線性度的裝置，但發(fā)明并不局限于實施例，凡是依據(jù)本發(fā)明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，均落入本發(fā)明技術方案的保護范圍內。
權利要求
1.基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，第一種結構為，包括彈性金屬薄片、彈簧式檢測線圈、薄電路板、背襯金屬片、手持桿、電纜，其特征在于彈性金屬薄片與薄電路板單邊膠接固定；彈簧式檢測線圈的兩端分別與彈性金屬薄片和薄電路板電連接；背襯金屬片膠接固定在薄電路板背面；手持桿固定在彈性金屬薄片與薄電路板的膠接邊；電纜的一端與彈性金屬薄片和薄電路板電連接，另一端穿過手持桿的中空導管。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，其特征在于所述彈性金屬薄片的材質為鐵磁性彈簧鋼，彈性金屬薄片的單邊與薄電路板的單邊采用絕緣膠粘接固定，彈性金屬薄片的另一邊向外側彎曲，在不受外力的情況下，彈性金屬薄片與薄電路板之間形成一定的夾角空隙，彈性金屬薄片的寬度與薄電路板寬度相同，彈性金屬薄片的長度等于薄電路板的長度。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，其特征在于所述彈簧式檢測線圈材質為表面鍍有絕緣漆層的鈹銅導線，彈簧式檢測線圈采用螺旋纏繞方式繞制，彈簧式檢測線圈的中心位置的端口為輸出端，輸出端焊接固定在彈性金屬薄片的內表面上，彈簧式檢測線圈的最外圈位置的端口為輸入端，輸入端焊接固定在薄電路板上的電路輸出端，形成螺旋圓錐型檢測線圈，彈簧式檢測線圈的線圈直徑、長度、纏繞匝數(shù)根據(jù)檢測要求中的感應磁場強度的大小及線圈阻抗大小確定。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，其特征在于所述薄電路板可采用單面印刷電路板或單面PCB電路板，薄電路板中有一條電路，電路的輸出端焊接固定彈簧式檢測線圈的輸入端，電路的輸入端焊接固定電纜的激勵線端，薄電路板的面積大小應大于彈簧式檢測線圈的螺旋圓錐底面的面積大小。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，其特征在于所述背襯金屬片材質為鐵磁性鋼，背襯金屬片采用絕緣膠粘接固定在薄電路板的背面，背襯金屬片的面積與薄電路板面積相同。
6.根據(jù)權利要求1所述的基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，其特征在于所述手持桿由兩條有軸向凹槽的窄鋼板條對接膠接制成，兩個凹槽對接形成中空導管，手持桿前端與彈性金屬薄片和背襯金屬片采用絕緣膠粘接固定。
7.根據(jù)權利要求1所述的基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，其特征在于所述電纜采用雙絞線，電纜中的激勵線端口與薄電路板上的電路輸入端焊接固定，電纜中的地線端口與彈性金屬薄片焊接固定。
8.基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，第二種結構為，包括二個彈性金屬薄片、彈簧式檢測線圈、手持桿、電纜，其特征在于二個彈性金屬薄片單邊膠接固定；彈簧式檢測線圈固定在二個彈性金屬薄片之間；手持桿固定在二個彈性金屬薄片的膠接邊；電纜的一端與彈簧式檢測線圈電連接，另一端穿過手持桿的中空導管。
9.根據(jù)權利要求8所述的基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，其特征在于所述二個彈性金屬薄片的材質為鐵磁性彈簧鋼，二個彈性金屬薄片的單邊采用絕緣膠粘接固定，二個彈性金屬薄片的另一邊向外側彎曲，在不受外力的情況下，二個彈性金屬薄片之間形成一定的夾角空隙，二個彈性金屬薄片相對面的中心位置各焊接有一個金屬凸頭。
10.根據(jù)權利要求8所述的基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，其特征在于所述彈簧式檢測線圈材質為表面鍍有絕緣漆層的鈹銅導線，采用螺線管纏繞方式，彈簧式檢測線圈兩端分別固定在二個彈性金屬薄片的金屬凸頭上。
11.根據(jù)權利要求8所述的基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，其特征在于所述手持桿由兩條有軸向凹槽的窄鋼板條對接膠接制成，兩個凹槽對接形成中空導管，手持桿前端與二個彈性金屬薄片的膠接邊采用絕緣膠粘接固定。
12.根據(jù)權利要求8所述的基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，其特征在于所述電纜采用雙絞線，電纜中的激勵線端口和地線端口分別與彈簧式檢測線圈的兩端口焊接固定。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于電磁檢測原理的提高間隙測量范圍與線性度的裝置，設計了適用于任何金屬或非金屬材料的間隙測量裝置，裝置的第一種結構為，包括彈性金屬薄片、彈簧式檢測線圈、薄電路板、背襯金屬片、手持桿、電纜，裝置的第二種結構為，包括二個彈性金屬薄片、彈簧式檢測線圈、手持桿、電纜，采用獨特的鐵磁性微彈片和彈簧式檢測線圈，通過測量電磁檢測的變化，測量工件間隙的大小，本裝置適用于任何金屬或非金屬材料的間隙測量，更為重要的是，增加了間隙測量范圍，提高了測量線性度與精度。
文檔編號G01B7/14GK102997836SQ201210546979
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權日2012年12月17日
發(fā)明者林俊明 申請人:愛德森(廈門)電子有限公司