交叉旋轉(zhuǎn)磁場探傷儀的制作方法
【專利摘要】交叉旋轉(zhuǎn)磁場探傷儀，涉及磁粉探傷設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，主要由鋰電池、直流／直流變換電路、直流／交流變換電路、探頭控制電路以及交叉旋轉(zhuǎn)磁場探頭連接而成，鋰電池與直流／直流變換電路連接，直流／直流變換電路和探頭控制電路分別與直流／交流變換電路連接，直流／交流變換電路與交叉旋轉(zhuǎn)磁場探頭連接。本發(fā)明通過充電鋰電池作能源，經(jīng)直流／直流變換電路、直流／交流變換電路、探頭控制電路信號處理后為磁粉探傷交叉旋轉(zhuǎn)磁場探頭供電，交叉旋轉(zhuǎn)磁場探頭能對各種焊縫、各種幾何形狀曲面、平面、管道、鍋爐、球罐等壓容器進(jìn)行一次性全方位顯示缺陷和傷痕，具有使用方便、探傷效率高的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】交叉旋轉(zhuǎn)磁場探傷儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁粉探傷設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種交叉旋轉(zhuǎn)磁場探傷儀。
【背景技術(shù)】
[0002]磁粉探傷儀是一種用于是利用磁軛對鐵磁性材料的工件進(jìn)行磁化的輕便微型磁粉探傷設(shè)備，對于鐵磁性工件，尤其是工件的表面和近表面，磁粉探傷有著非常高的靈敏度和可靠性。但是目前國內(nèi)外工業(yè)探傷使用的便攜式磁粉探傷機(jī)，不論是旋轉(zhuǎn)磁場探傷機(jī)、磁軛式磁粉探傷機(jī)，還是組合在一起的多用磁粉探傷機(jī)，電源的供給均采用220V單相交流電供電。最近幾年，有廠家生產(chǎn)的磁軛式磁粉探傷機(jī)，采用充電電池直接供電，產(chǎn)生的是直流磁場，由于采用直流供電，集膚效應(yīng)差，檢測靈敏度低，使用較少，但在實(shí)際工作中，尤其是現(xiàn)場進(jìn)行的磁粉檢測，如鍋爐壓力容器的內(nèi)部檢測、壓力管道的在線檢測以及高空進(jìn)行的檢測等，采用交流220V電源使用起來既不安全又不方便，而且目前在售的便攜式磁粉探傷儀大多為電磁軛探頭:它配有活關(guān)節(jié)，可以對曲面、平面工件探傷。電磁軛探頭僅能對垂直于探頭方向的傷痕進(jìn)行磁化，存在探傷速度慢，操作復(fù)雜的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種使用方便、探傷效率高的交叉旋轉(zhuǎn)磁場探傷儀。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種交叉旋轉(zhuǎn)磁場探傷儀，主要由鋰電池、直流/直流變換電路、直流/交流變換電路、探頭控制電路以及交叉旋轉(zhuǎn)磁場探頭連接而成，鋰電池與直流/直流變換電路連接，直流/直流變換電路和探頭控制電路分別與直流/交流變換電路連接，直流/交流變換電路與交叉旋轉(zhuǎn)磁場探頭連接，直流/直流變換電路由推挽電路、高頻變壓器和整流濾波電路組成，推挽電路中設(shè)置一塊TL494芯片，變壓器Tl和變壓器T3的基極分別與TL494芯片的兩個內(nèi)置晶體管的發(fā)射極連接，整流濾波電路由四只整流二極管和一個濾波電容組成，四只整流二極管連接成單相橋式結(jié)構(gòu)；直流/交流變換電路為全橋橋式電路，包括單片機(jī)和四路橋式電路，單片機(jī)分別輸出相位差為90度的脈沖與四路橋式電路連接，使四路橋式電路輸出360度的交叉旋轉(zhuǎn)磁場電壓；探頭控制電路包括一個微控制器,微控制器與直流/交流變換電路的單片機(jī)連接。
[0006]上述變壓器Tl選用EI33型的高頻鐵氧體磁心變壓器。
[0007]上述交叉旋轉(zhuǎn)磁場探頭上設(shè)置照明燈。
[0008]本發(fā)明的工作原理是采用鋰電池供電，電壓為16.8V，通過直流/直流變換電路中TL494芯片和EI33高頻變壓器組成升壓電路，將16.8VDC升為300V，再通過直流/交流變換電路中單片機(jī)控制四組橋式電路輸出兩組相位相差90度的320V / 22.8Hz輸出電壓供給探頭，從而形成了交叉旋轉(zhuǎn)磁場，同時通過探頭控制電路中的微控制器使探頭上的照明燈點(diǎn)亮方便工作時觀察傷痕。具體工作原理如下:[0009]直流/直流變換電路中變壓器Tl和變壓器T3的基極分別接TL494的兩個內(nèi)置晶體管的發(fā)射極，中心器件變壓器Tl，實(shí)現(xiàn)電壓由16.8V脈沖電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?20V脈沖電壓，此脈沖電壓經(jīng)過整流濾波電路變成320V高壓直流電壓，變壓器Tl的工作頻率選為50KHz左右，因此Tl選用EI33型的高頻鐵氧體磁心變壓器。開機(jī)后直流/交流變換電路中的單片機(jī)的3腳輸出一個高電平經(jīng)電阻Rl使Ql導(dǎo)通，此時TL494電路工作正常控制TL494的15腳降至5V以下，TL494無輸出，此時無高壓節(jié)約電源能量；儀器正常工作時51單片機(jī)的3腳輸出一個低電平經(jīng)電阻Rl使Ql截止，此時TL494電路工作正?？刂芓L494的15腳升至5V以上，此時TL494電路工作正常，TL494的兩個內(nèi)置晶體管交替導(dǎo)通，導(dǎo)致晶體管Tl、T3的基極也因此而交替導(dǎo)通，T2和T4交替導(dǎo)通。因?yàn)樽儔浩鬟x擇為E型，這樣使變壓器工作在推挽狀態(tài)，T2和T4以頻率為50KHz交替導(dǎo)通，使變壓器的初級輸入端有50KHz的交流電。當(dāng)Tl導(dǎo)通時，場效應(yīng)管T4因?yàn)闁艠O無正偏壓而截止，而此時T3截止，導(dǎo)致場效應(yīng)管T2柵極有正偏壓而導(dǎo)通。當(dāng)Tl導(dǎo)通時，T3截止，場效應(yīng)管T4因?yàn)闁艠O無正偏壓而截止，而此時T3截止，導(dǎo)致場效應(yīng)管T2柵極有正偏壓而導(dǎo)通。且交替導(dǎo)通時其峰值電壓為16.8V，即產(chǎn)生了16.8V / 50KHz的交流電。當(dāng)電路工作不正常時，TL494輸出控制端為低電平時，TL494的兩個內(nèi)置晶體管的集電極(8腳和9腳)有16.8V正偏壓，基極為高電平，導(dǎo)致兩晶體管同時導(dǎo)通。Tl和T3因?yàn)榛鶚O都為高電平而飽和導(dǎo)通，而場效應(yīng)管T2、T4將因柵極無正偏壓都處于截止?fàn)顟B(tài)，逆變電源停止工作。極性電容C17、C18濾去16.8V直流中的交流成分，降低輸入干擾。整流濾波電路由四只整流二極管和一個濾波電容組成。四只整流二極管D2-D5接成電橋的形式，稱單相橋式整流電路。在橋式整流電路中，電容C4濾去了電路中的交流成分，輸出320V高壓直流電，供后繼逆變電路使用。
[0010]直流/交流變換電路中單片機(jī)的40、41、42、43腳分別輸出相位差為90度的脈沖，用于控制四組橋式電路，OUTl、0UT2為一組輸出相位相差180度，0UT3、0UT4為一組輸出相差180度，這兩組相位相差90度，從而形成360度的交叉旋轉(zhuǎn)磁場22.8HZ電壓輸出，橋式電路上下兩部分電路工作過程完全相同?，F(xiàn)以其中的OUTl、0UT2為例說明:當(dāng)Q3導(dǎo)通時:TX1的基級沒有正偏壓，從而使TXl截止，然后ΤΧ2的柵極有16.8V正偏電壓，使ΤΧ2導(dǎo)通。而TXl因?yàn)闁艠O無正偏壓截止，320V電壓無法從OUTl輸出，此時Q4截止:Q4基級沒有16.8V正偏壓，從而截止。TX3的柵極有正偏電壓，從而使TX3導(dǎo)通。而TX4因?yàn)闁艠O沒有16.8V正偏壓截止。因?yàn)門X3導(dǎo)通，TX4截止，320V電壓從0UT2輸出。同理Q3截止，Q4導(dǎo)通時320V電壓從OUTl輸出原理同上。上下兩部分以頻率為22.8Hz而交替導(dǎo)通，從而使電路有320V / 22.8Hz的交流電輸出。而兩組相位相差90度的320V / 22.8Hz輸出電壓供給探頭，從而形成了交叉旋轉(zhuǎn)磁場。
[0011]探頭控制電路由單片機(jī)操作，當(dāng)按下微控制器的I腳為低電平時，控制TL494輸出形成320V直流，同時單片機(jī)的40、41、42、43腳分別輸出相位差為90度的脈沖，兩組相位相差90度的320V / 22.8Hz輸出電壓供給探頭，從而形成了交叉旋轉(zhuǎn)磁場。同時AT89S52的3腳輸出為低電平使QD導(dǎo)通，使探頭照明燈點(diǎn)亮方便工作時觀察傷痕。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過充電鋰電池作能源，經(jīng)直流/直流變換電路、直流/交流變換電路、探頭控制電路信號處理后為磁粉探傷交叉旋轉(zhuǎn)磁場探頭供電，交叉旋轉(zhuǎn)磁場探頭能對各種焊縫、各種幾何形狀曲面、平面、管道、鍋爐、球罐等壓容器進(jìn)行一次性全方位顯示缺陷和傷痕，具有使用方便、探傷效率高的優(yōu)點(diǎn)?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0014]圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明直流/交流變換電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是本發(fā)明直流/直流變換電路的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖4是本發(fā)明直流/交流變換電路的局部電路結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖中I鋰電池、2推挽電路、3高頻變壓器、4整流濾波電路、5直流/交流變換電路、6微控制器、7交叉旋轉(zhuǎn)磁場探頭、8探頭照明燈、21TL494芯片、51單片機(jī)、52橋式電路。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1和圖2所示，一種交叉旋轉(zhuǎn)磁場探傷儀，主要由鋰電池1、直流/直流變換電路、直流/交流變換電路5、探頭控制電路以及交叉旋轉(zhuǎn)磁場探頭7連接而成，交叉旋轉(zhuǎn)磁場探頭上設(shè)置照明燈，鋰電池I與直流/直流變換電路連接，直流/直流變換電路和探頭控制電路分別與直流/交流變換電路5連接，直流/交流變換電路5與交叉旋轉(zhuǎn)磁場探頭7連接，直流/直流變換電路由推挽電路2、高頻變壓器3和整流濾波電路4組成，推挽電路2中設(shè)置一塊TL494芯片21，變壓器Tl和變壓器T3的基極分別與TL494芯片21的兩個內(nèi)置晶體管的發(fā)射極連接，變壓器Tl選用EI33型的高頻鐵氧體磁心變壓器，整流濾波電路4由四只整流二極管和一個濾波電容組成，四只整流二極管連接成單相橋式結(jié)構(gòu)；直流/交流變換電路為全橋橋式電路，包括單片機(jī)51和四路橋式電路52，單片機(jī)51分別輸出相位差為90度的脈沖與四路橋式電路52連接，使四路橋式電路52輸出360度的交叉旋轉(zhuǎn)磁場電壓；探頭控制電路包括一個微控制器6，微控制器6與直流/交流變換電路5的單片機(jī)51連接。
[0020]本發(fā)明的工作原理是采用鋰電池I供電，電壓為16.8V，通過直流/直流變換電路中TL494芯片21和EI33高頻變壓器組成升壓電路，將16.8VDC升為300V，再通過直流/交流變換電路5中單片機(jī)51控制四組橋式電路52輸出兩組相位相差90度的320V / 22.8Hz輸出電壓供給交叉旋轉(zhuǎn)磁場探頭7，從而形成了交叉旋轉(zhuǎn)磁場，同時通過探頭控制電路中的微控制器6使探頭照明燈8點(diǎn)亮方便工作時觀察傷痕。具體工作原理如下:
[0021]如圖3所示，直流/直流變換電路中變壓器Tl和變壓器T3的基極分別接TL494的兩個內(nèi)置晶體管的發(fā)射極，中心器件變壓器Tl，實(shí)現(xiàn)電壓由16.8V脈沖電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?20V脈沖電壓，此脈沖電壓經(jīng)過整流濾波電路變成320V高壓直流電壓，變壓器Tl的工作頻率選為50KHz左右，因此Tl選用EI33型的高頻鐵氧體磁心變壓器。開機(jī)后直流/交流變換電路中的單片機(jī)的3腳輸出一個高電平經(jīng)電阻Rl使Ql導(dǎo)通，此時TL494電路工作正?？刂芓L494的15腳降至5V以下，TL494無輸出，此時無高壓節(jié)約電源能量；儀器正常工作時51單片機(jī)的3腳輸出一個低電平經(jīng)電阻Rl使Ql截止，此時TL494電路工作正常控制TL494的15腳升至5V以上，此時TL494電路工作正常，TL494的兩個內(nèi)置晶體管交替導(dǎo)通，導(dǎo)致晶體管Tl、T3的基極也因此而交替導(dǎo)通，T2和T4交替導(dǎo)通。因?yàn)樽儔浩鬟x擇為E型，這樣使變壓器工作在推挽狀態(tài)，T2和T4以頻率為50KHz交替導(dǎo)通，使變壓器的初級輸入端有50KHz的交流電。當(dāng)Tl導(dǎo)通時，場效應(yīng)管T4因?yàn)闁艠O無正偏壓而截止，而此時T3截止，導(dǎo)致場效應(yīng)管T2柵極有正偏壓而導(dǎo)通。當(dāng)Tl導(dǎo)通時，T3截止，場效應(yīng)管T4因?yàn)闁艠O無正偏壓而截止，而此時T3截止，導(dǎo)致場效應(yīng)管T2柵極有正偏壓而導(dǎo)通。且交替導(dǎo)通時其峰值電壓為16.8V，即產(chǎn)生了 16.8V / 50KHz的交流電。當(dāng)電路工作不正常時，TL494輸出控制端為低電平時，TL494的兩個內(nèi)置晶體管的集電極(8腳和9腳)有16.8V正偏壓，基極為高電平，導(dǎo)致兩晶體管同時導(dǎo)通。Tl和T3因?yàn)榛鶚O都為高電平而飽和導(dǎo)通，而場效應(yīng)管T2、T4將因柵極無正偏壓都處于截止?fàn)顟B(tài)，逆變電源停止工作。極性電容C17、C18濾去16.8V直流中的交流成分，降低輸入干擾。整流濾波電路由四只整流二極管和一個濾波電容組成。四只整流二極管D2-D5接成電橋的形式，稱單相橋式整流電路。在橋式整流電路中，電容C4濾去了電路中的交流成分，輸出320V高壓直流電，供后繼逆變電路使用。
[0022]如圖4所示，直流/交流變換電路中單片機(jī)的40、41、42、43腳分別輸出相位差為90度的脈沖，用于控制四組橋式電路，OUTU 0UT2為一組輸出相位相差180度，0UT3、0UT4為一組輸出相差180度，這兩組相位相差90度，從而形成360度的交叉旋轉(zhuǎn)磁場22.8HZ電壓輸出，橋式電路上下兩部分電路工作過程完全相同?，F(xiàn)以其中的0UT1、0UT2為例說明:當(dāng)Q3導(dǎo)通時:TX1的基級沒有正偏壓，從而使TXl截止，然后ΤΧ2的柵極有16.8V正偏電壓，使ΤΧ2導(dǎo)通。而TXl因?yàn)闁艠O無正偏壓截止，320V電壓無法從OUTl輸出，此時Q4截止:Q4基級沒有16.8V正偏壓，從而截止。TX3的柵極有正偏電壓，從而使TX3導(dǎo)通。而TX4因?yàn)闁艠O沒有16.8V正偏壓截止。因?yàn)門X3導(dǎo)通，TX4截止，320V電壓從0UT2輸出。同理Q3截止，Q4導(dǎo)通時320V電壓從OUTl輸出原理同上。上下兩部分以頻率為22.8Hz而交替導(dǎo)通，從而使電路有320V / 22.8Hz的交流電輸出。而兩組相位相差90度的320V / 22.8Hz輸出電壓供給探頭，從而形成了交叉旋轉(zhuǎn)磁場。
[0023]探頭控制電路由單片機(jī)操作，當(dāng)按下微控制器的I腳為低電平時，控制TL494輸出形成320V直流，同時單片機(jī)的40、41、42、43腳分別輸出相位差為90度的脈沖，兩組相位相差90度的320V / 22.8Hz輸出電壓供給探頭，從而形成了交叉旋轉(zhuǎn)磁場。同時AT89S52的3腳輸出為低電平使QD導(dǎo)通，使探頭照明燈點(diǎn)亮方便工作時觀察傷痕。
【權(quán)利要求】
1.一種交叉旋轉(zhuǎn)磁場探傷儀，其特征是主要由鋰電池、直流/直流變換電路、直流/交流變換電路、探頭控制電路以及交叉旋轉(zhuǎn)磁場探頭連接而成，鋰電池與直流/直流變換電路連接，直流/直流變換電路和探頭控制電路分別與直流/交流變換電路連接，直流/交流變換電路與交叉旋轉(zhuǎn)磁場探頭連接，直流/直流變換電路由推挽電路、高頻變壓器和整流濾波電路組成，推挽電路中設(shè)置一塊TL494芯片，變壓器Tl和變壓器T3的基極分別與TL494芯片的兩個內(nèi)置晶體管的發(fā)射極連接，整流濾波電路由四只整流二極管和一個濾波電容組成，四只整流二極管連接成單相橋式結(jié)構(gòu)；直流/交流變換電路為全橋橋式電路，包括單片機(jī)和四路橋式電路，單片機(jī)分別輸出相位差為90度的脈沖與四路橋式電路連接，使四路橋式電路輸出360度的交叉旋轉(zhuǎn)磁場電壓；探頭控制電路包括一個微控制器，微控制器與直流/交流變換電路的單片機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交叉旋轉(zhuǎn)磁場探傷儀，其特征是變壓器Tl選用EI33型的高頻鐵氧體磁心變壓器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交叉旋轉(zhuǎn)磁場探傷儀，其特征是交叉旋轉(zhuǎn)磁場探頭上設(shè)置照明燈。
【文檔編號】G01N27/84GK103822965SQ201310694742
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】申德峰, 牛百齊, 金世貴, 馬軍, 陳亞利, 崔儒靜 申請人:濟(jì)寧魯科檢測器材有限公司