水力發(fā)電機(jī)磁極連接引線渦流檢測(cè)陣列換能裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水電站電機(jī)磁極連接引線渦流檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水力發(fā)電機(jī)磁極連接引線渦流檢測(cè)陣列換能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水力發(fā)電機(jī)磁極連接引線是水力發(fā)電機(jī)中重要監(jiān)督部件，一般采用銅片加工成各種結(jié)構(gòu)，表面敷上3?4 mm絕緣材料進(jìn)行固化處理而成。在運(yùn)行中，磁極連接引線以100?750轉(zhuǎn)/秒的速度隨著發(fā)電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，本身電流強(qiáng)度達(dá)到上千安倍，它不僅承受高速轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)離心力所產(chǎn)生的靜應(yīng)力及溫度、振動(dòng)等動(dòng)應(yīng)力，還要承受外部電磁力作用，若磁極連接引線本身設(shè)計(jì)、制造、安裝質(zhì)量存在原始缺陷問題，極易在綜合應(yīng)力的作用下產(chǎn)生裂紋等缺陷，進(jìn)而發(fā)生磁極連接引線斷裂事故，因此磁極連接引線的安全穩(wěn)定運(yùn)行直接影響到整臺(tái)機(jī)組的安全性與經(jīng)濟(jì)性。
[0003]一直以來，因磁極連接引線產(chǎn)生裂紋等缺陷而引發(fā)機(jī)組非正常停機(jī)事故在國內(nèi)時(shí)有發(fā)生，因此需要針對(duì)磁極連接引線進(jìn)行無損檢測(cè)，以保證其能正常運(yùn)行。目前，還沒有一種針對(duì)磁極連接引線有效的無損檢測(cè)方法，常規(guī)無損檢測(cè)技術(shù)主要包括射線檢測(cè)、超聲檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、著色檢測(cè)、渦流檢測(cè)等。對(duì)于磁極連接引線，其材質(zhì)密度較高，在銅片上覆蓋有3?4 _厚的絕緣材料，在役檢測(cè)空間存在一定局限性，且形狀不規(guī)則，使得這些檢測(cè)技術(shù)手段很難適應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種水力發(fā)電機(jī)磁極連接引線半柔性渦流檢測(cè)陣列換能裝置，具有較高的穿透能力及靈敏度，能有效地降低提離干擾，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水力發(fā)電機(jī)磁極連接引線的渦流陣列成像檢測(cè)，解決現(xiàn)有技術(shù)手段無法實(shí)現(xiàn)的難題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種水力發(fā)電機(jī)磁極連接引線渦流檢測(cè)陣列換能裝置，包括換能器輸出端接口、換能器骨架、檢測(cè)陣元和墊片，所述檢測(cè)陣元分兩列排列，每列η個(gè)陣元或n+1個(gè)陣元，錯(cuò)列布置；兩列陣元中心距離14?16mm ;每個(gè)陣元的導(dǎo)磁外殼均設(shè)有三并列的線圈槽，三個(gè)線圈槽內(nèi)分別安裝磁芯體及繞磁芯線圈組，相鄰繞磁芯線圈組中心間距3 mm ;單陣元中間繞磁芯線圈組為激勵(lì)線圈組，線圈線徑0.12mm,匝數(shù)為m匝，單陣元兩側(cè)繞磁芯線圈組為接收線圈組，線徑0.08 mm,匝數(shù)為(m_10)?(m+10)匝；換能器中心頻率100 KHZ ；m為大于60小于120的整數(shù)，η為大于4的整數(shù)。
[0006]進(jìn)一步地，陣元數(shù)目為16個(gè)，分兩列排列，每列8個(gè)陣元，錯(cuò)列布置，兩列中心距離15_。進(jìn)一步地，所述激勵(lì)線圈組的匝數(shù)為85匝，所述接收線圈組的匝數(shù)為160匝。
[0007]各激勵(lì)線圈組和接收線圈組分別連接獨(dú)立磁極連接引線。
[0008]所述的墊片材料為柔性橡膠，厚度為2mm。磁芯體或?qū)Т磐鈿さ牟馁|(zhì)為錳鋅鐵氧體。
[0009]本發(fā)明的有益效果是提供了一種對(duì)磁極連接引線快捷、高效、靈敏度高、全覆蓋的無損檢測(cè)方法專用換能裝置。渦流成像檢測(cè)陣列換能裝置沿磁極連接引線上表面進(jìn)行掃查，換能裝置寬度與工件寬度一致，由于換能裝置陣元分兩排，成錯(cuò)列布置，使每排陣元間隙的掃查盲區(qū)互相覆蓋，可以一次檢測(cè)工件整個(gè)寬度范圍。單陣元內(nèi)的激勵(lì)線圈組與接收線圈組形成主要檢測(cè)回路，相鄰陣元之間的激勵(lì)線圈組與接收線圈組形成次要檢測(cè)回路，主要檢測(cè)回路能穿透工件4?5 _絕緣層后，次要檢測(cè)回路輔助可提高檢測(cè)靈敏度及分辨率，中心頻率為100 KHZ，主要檢測(cè)回路與次要檢測(cè)回路配合提高了檢測(cè)穿透能力及檢測(cè)靈敏度。每個(gè)陣元均采用繞磁芯線圈組，磁極連接引線表面有一層粗糙的絕緣層，換能裝置表面的柔性墊片能使手動(dòng)掃查更加平穩(wěn)，盡可能保證換能裝置與磁極連接引線中銅板表面的距離一致性，從而降低提離效應(yīng)對(duì)檢測(cè)的影響。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明渦流陣列換能裝置裝配示意圖；
圖2是本發(fā)明渦流陣列換能裝置的外觀示意圖；
圖3是渦流陣列換能裝置的檢測(cè)陣元布置狀態(tài)圖；
圖4是圖3中單陣元線圈布置圖；
圖5是圖4中單陣元內(nèi)磁芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中，標(biāo)號(hào)1為換能器輸出端接口，2為固定螺釘，3為頂蓋，4為塑料片，5為換能器骨架，6為檢測(cè)陣元，7為墊片，8為導(dǎo)磁外殼，9為磁芯體，10為激勵(lì)線圈組，11為接收線圈組。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，一種水力發(fā)電機(jī)磁極連接引線半柔性渦流檢測(cè)陣列換能裝置，包括換能器輸出端接口 1、固定螺釘2、頂蓋3、塑料片4、換能器骨架5、檢測(cè)陣元6、墊片7 ;所述檢測(cè)陣元6鑲嵌固定在換能器骨架5內(nèi)，且分別連接至傳感器輸出端接口 1 ;換能器骨架5與頂蓋3之間加裝塑料片4，且固定螺釘2加以固定，以防止硬接觸損傷；墊片7與換能器骨架5以膠粘接。
[0013]如圖2所示，換能裝置外形尺寸87 mm (長)X35 mm (寬)X53 mm (高)，長度與磁極連接引線寬度一致，可一次掃查整個(gè)寬度，柔性墊片厚度為2_，磁極連接引線絕緣層表面粗糙度不大于1 _，柔性墊片能使手動(dòng)掃查更加平穩(wěn)，盡可能保證換能裝置與磁極連接引線中銅板表面的距離一致性，降低提離效應(yīng)對(duì)檢測(cè)的影響，有效地提高了換能裝置的檢測(cè)靈敏度及信噪比。
[0014]如圖3所示，換能裝置陣元數(shù)目共16個(gè)，分兩列排列，每列8個(gè)陣元，錯(cuò)列布置；單個(gè)陣元長12 mm，寬9.5 mm，每個(gè)陣元均有3個(gè)繞磁芯線圈組構(gòu)成，每個(gè)繞磁芯線圈組尺寸為5 mm (長)X 1.5mm (寬)X15 mm (高)，并排布置；換能裝置第一列每個(gè)陣元的中心線與第二列陣元之間分割線重疊，同樣，第二列每個(gè)陣元的中心線與第一列陣元之間分割線重疊，不僅保證每列渦流電磁場最強(qiáng)(弱)的位置與另外一列渦流電磁場最弱(強(qiáng))的位置相重合，使整個(gè)換能裝置渦流電磁場均勻分布，達(dá)到檢測(cè)靈敏度一致性；而且這種陣元錯(cuò)列布置，能有效的避免掃查盲區(qū)，單個(gè)陣元掃查寬度為5 _，16個(gè)陣元掃描總寬度為80 _，與磁極連接引線寬度一致，可一次掃查整個(gè)寬度，有效地提高了檢測(cè)效率。
[0015]如圖4所示，單個(gè)陣元長12 mm，寬9.5 mm，由3個(gè)繞磁芯線圈組構(gòu)成，并排布置，中心間距3 mm ;單陣元中間繞磁芯線圈組為激勵(lì)線圈組，其尺寸為5 mm(長)X 1.5 mm(寬)X15mm (高)，線圈線徑0.12 mm，匝數(shù)85匝，單陣元兩邊繞磁芯線圈組為接收線圈組，其尺寸為5 mm (長)X 1.5mm (寬)X 15 mm (高)，線徑0.08 mm，匝數(shù)160匝；中心頻率100 KHZ ;磁極連接引線表面覆蓋3?4 mm厚度的絕緣層，檢測(cè)靈敏度要求能檢出1 _ (深)X0.3 mm(寬)的裂紋缺陷，陣元的設(shè)計(jì)參數(shù)使換能裝置激勵(lì)的渦流電磁場在穿透覆蓋層后，在工件表面能達(dá)到所要求的檢測(cè)靈敏度。
[0016]如圖5所示，磁芯材質(zhì)為猛鋅鐵氧體，尺寸為5 mm (長)X1 mm (寬)X15 mm (高)，具有較高的磁導(dǎo)率及磁能積；其能增加線圈的電感，提高Q值，聚焦磁場，減少邊緣效應(yīng)，提高檢測(cè)的靈敏度及分辨率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水力發(fā)電機(jī)磁極連接引線渦流檢測(cè)陣列換能裝置，包括換能器輸出端接口、換能器骨架、檢測(cè)陣元和墊片，其特征是:所述檢測(cè)陣元分兩列排列，每列η個(gè)陣元或η+1個(gè)陣元，錯(cuò)列布置；兩列陣元中心距離14?16mm ;每個(gè)陣元的導(dǎo)磁外殼均設(shè)有三并列的線圈槽，三個(gè)線圈槽內(nèi)分別安裝磁芯體及繞磁芯線圈組，相鄰繞磁芯線圈組中心間距3 mm ;單陣元中間繞磁芯線圈組為激勵(lì)線圈組，線圈線徑0.12 mm，匝數(shù)為m匝，單陣元兩側(cè)繞磁芯線圈組為接收線圈組，線徑0.08 _，匝數(shù)為(m-10)?(m+10)匝；換能器中心頻率100 KHZ ；m為大于60小于120的整數(shù)，η為大于4的整數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電機(jī)磁極連接引線渦流檢測(cè)陣列換能裝置，其特征是:陣元數(shù)目為16個(gè)，分兩列排列，每列8個(gè)陣元，錯(cuò)列布置，兩列中心距離15mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電機(jī)磁極連接引線渦流檢測(cè)陣列換能裝置，其特征是:所述激勵(lì)線圈組的匝數(shù)為85匝，所述接收線圈組的匝數(shù)為160匝。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電機(jī)磁極連接引線渦流檢測(cè)陣列換能裝置，其特征是:各激勵(lì)線圈組和接收線圈組分別連接獨(dú)立磁極連接引線。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電機(jī)磁極連接引線渦流檢測(cè)陣列換能裝置，其特征是:所述的墊片材料為柔性橡膠，厚度為2mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電機(jī)磁極連接引線渦流檢測(cè)陣列換能裝置，其特征是:磁芯體或?qū)Т磐鈿さ牟馁|(zhì)為錳鋅鐵氧體。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水力發(fā)電機(jī)磁極連接引線半柔性渦流檢測(cè)陣列換能裝置，包括換能器輸出端接口、換能器骨架、檢測(cè)陣元和墊片，檢測(cè)陣元分兩列排列，錯(cuò)列布置；兩列陣元中心距離15mm；每個(gè)陣元的導(dǎo)磁外殼均設(shè)有三并列的線圈槽分別安裝磁芯體及繞磁芯線圈組，相鄰繞磁芯線圈組中心間距3mm；單陣元中間繞磁芯線圈組為激勵(lì)線圈組，匝數(shù)為85匝，單陣元兩側(cè)繞磁芯線圈組為接收線圈組，匝數(shù)為160匝；換能器中心頻率100KHZ。本發(fā)明能穿透工件4～5mm絕緣層后，具有較高的檢測(cè)靈敏度及分辨率，且柔性墊片能使手動(dòng)掃查更加平穩(wěn)，大大降低提離效應(yīng)對(duì)檢測(cè)的影響，能對(duì)磁極連接引線快捷、高效、靈敏度高、全覆蓋成像檢測(cè)。
【IPC分類】G01N27/90
【公開號(hào)】CN105241954
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510773457
【發(fā)明人】霍獻(xiàn)東, 李坤鵬, 楊志鋒, 宋旭峰, 李剛, 王俊超, 張旭, 李隆飛, 師敬民, 張武能, 魏泉泉
【申請(qǐng)人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)新源控股有限公司, 河南國網(wǎng)寶泉抽水蓄能有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月13日