專利名稱：導(dǎo)體球表面缺陷的無損檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)體球表面缺陷的無損檢測裝置，尤其涉及高溫氣冷堆燃料元件裝卸系統(tǒng)的破損球分選裝置，屬無損檢測技術(shù)領(lǐng)域。
目前，在球床高溫氣冷堆的破損球分選裝置中通常是采用機(jī)械方法分選的。其方法為，在圓柱形的滾筒表面加工有螺旋槽，滾筒與水平線成一個(gè)傾斜角，在滾筒的一側(cè)安置一與滾筒軸線平行的長直固定桿，螺旋槽底面與直桿表面之間的距離就是檢測間隙。球位于螺旋槽和直桿之間，隨著滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，在摩擦力和重力作用下，球邊自轉(zhuǎn)邊沿著螺旋槽前移，并不斷改變自轉(zhuǎn)軸方位。球面上每點(diǎn)幾乎都能與螺旋槽底面和直桿表面接觸，當(dāng)破損球的尺寸小于檢測間隙時(shí)就會(huì)下落，達(dá)到分選目的。完好球仍繼續(xù)前移。為了增大缺陷面與槽底面和桿表面接觸的機(jī)會(huì)，減小漏檢率，螺旋槽長度越長越好。這種用機(jī)械方法分選破損球的特點(diǎn)在于適宜分選較大尺寸缺陷(例如平頂缺陷)的球，它抗外界干擾能力強(qiáng)，其不足之處是裝置體積大、笨重，且難于分選裂縫、凹陷等小缺陷的破損球。此種機(jī)械方法的分選裝置在文獻(xiàn)《高溫氣冷堆》(高文編著，原子能出版社1982年11月出版)的88-89頁敘述。
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述不足之處，提供一種缺陷檢測方法，利用電磁場原理和力學(xué)原理，通過運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)體球表面缺陷迅速移動(dòng)到球體的上部或下部，然后利用固定不動(dòng)的渦流傳感器檢測出破損球。該方法對(duì)帶有平頂、裂縫、凹陷等缺陷的球均能快速檢測，其裝置結(jié)構(gòu)簡單、體積小、響應(yīng)靈敏、可靠性高。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種導(dǎo)體球表面缺陷的無損檢測裝置，它由線圈、渦流探頭和支撐體組成。線圈纏繞在線圈支架上，被檢測導(dǎo)體球置于線圈中，被檢測的導(dǎo)體球置于支撐體上，渦流探頭置于導(dǎo)體球上方。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的導(dǎo)體球表面缺陷的無損檢測裝置，具有下述優(yōu)點(diǎn)1、可迅速地把導(dǎo)體球的表面缺陷定位到球的上部或下部。
2、用電磁場渦流方法可實(shí)現(xiàn)非接觸、無損、自動(dòng)檢測。
3、檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單、體積小、響應(yīng)靈敏、可靠性高。
4、本發(fā)明除用于球床高溫氣冷堆之外，還可推廣到工業(yè)部門鋼球的生產(chǎn)上，例如用于軸承鋼球的無損檢測。


圖1是本發(fā)明設(shè)計(jì)的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2-圖4是本發(fā)明檢測裝置的使用實(shí)施例中導(dǎo)體球的缺陷示意圖。
下面結(jié)合附圖，詳細(xì)介紹本發(fā)明的內(nèi)容。圖1中，1是被檢測導(dǎo)體球，2是線圈，3是圓形線圈支架，4是支撐體，5是渦流探頭。
其工作過程是導(dǎo)體球1放置在支撐體4上，在導(dǎo)體球1的外側(cè)垂直地纏繞能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的線圈2，線圈2固定在圓形的軟磁材料支架上。在導(dǎo)體球的正上方，固定放置一渦流檢測探頭5，探頭5和球1之間有一間隙。當(dāng)線圈2接通正弦交變電源后，在圓形支架的空腔中就有旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生，從而使導(dǎo)體球旋轉(zhuǎn)。球體1最終的平衡穩(wěn)定狀態(tài)將使表面缺陷運(yùn)動(dòng)到球1的上部。缺陷定位之后，再利用固定在缺陷上方的放置式渦流探頭5就可檢測出破損球。
實(shí)施例本發(fā)明設(shè)計(jì)的球缺陷無損檢測裝置，線圈2選用銅導(dǎo)線，支架3材料選用硅鋼片。導(dǎo)體球1是石墨材料，球的直徑為39.8mm，渦流探頭5采用放置式線圈，其磁芯選用高磁導(dǎo)率的軟磁材料。線圈2接通電源之后，圓柱形空腔內(nèi)產(chǎn)生了速度為25轉(zhuǎn)/秒的旋轉(zhuǎn)磁場。本發(fā)明選取三種典型的破損球做了檢測實(shí)驗(yàn)，分別敘述如下裂縫球。圖2為裂縫球的示意圖，裂縫的深度h＝5.9mm，縫寬a＝1.1mm，裂縫的對(duì)稱平面通過球心。線圈接通電源后，隨機(jī)地把裂縫球放置在支撐體上，經(jīng)過不超過5秒的時(shí)間，裂縫便運(yùn)動(dòng)到球的上部區(qū)域，然后就可由渦流檢測裝置快速完成破損球檢測。
平頂球。圖3為平頂球的示意圖，球缺拱高b＝4.6mm。把平頂球放置在支撐體上，若球缺平面和支撐體表面重合，則球不動(dòng)，此時(shí)缺陷已位于球的下部區(qū)域，符合定位要求；除此位置之外，無論球缺面的初始位置如何，經(jīng)過不超過4秒的運(yùn)動(dòng)，球缺都會(huì)運(yùn)動(dòng)到球的上部區(qū)域。缺陷定位之后，渦流檢測裝置便可迅速完成檢測。
凹陷球。圖4為凹陷球的示意圖，凹陷深c＝8.8mm，θ＝50°。隨機(jī)地放置凹陷球，運(yùn)動(dòng)的結(jié)果要么凹陷位于上部區(qū)域，要么凹陷位于下部區(qū)域，不存在其它位置。缺陷定位之后，渦流檢測裝置便可迅速完成檢測。
利用本發(fā)明檢測裝置檢測的導(dǎo)體球，可以全部由導(dǎo)電材料組成，也可以僅外層為導(dǎo)電材料而內(nèi)核為絕緣材料所組成。渦流探頭可以是放置式，也可以是穿過式。其探頭線圈形式既可以是絕對(duì)式，也可以是差動(dòng)式。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)體球表面缺陷的無損檢測裝置，其特征在于該裝置由線圈、渦流探頭和支撐體組成；所述的線圈纏繞在線圈支架上，被檢測導(dǎo)體球置于線圈中，被檢測的導(dǎo)體球置于支撐體上，渦流探頭置于導(dǎo)體球上方。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)體球表面缺陷的無損檢測裝置,該裝置由線圈、渦流探頭和支撐體組成,線圈纏繞在圓形支架上,支撐體置于線圈中,被檢測導(dǎo)體球置于支撐體上,渦流探頭置于導(dǎo)體球上方。當(dāng)線圈通入交流電后,圓形支架的空腔中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,從而使導(dǎo)體球旋轉(zhuǎn),在最終平衡狀態(tài)時(shí)缺陷運(yùn)動(dòng)到球的上部,渦流探頭即可檢測出破損球。本檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單、體積小、響應(yīng)靈敏、可靠性高。
文檔編號(hào)G01N27/90GK1184934SQ9712029
公開日1998年6月17日 申請(qǐng)日期1997年11月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月14日
發(fā)明者雷銀照, 劉繼國, 王大中, 徐元輝 申請(qǐng)人:清華大學(xué)