一種渦流陣列檢測(cè)金屬缺陷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電磁渦流無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型傳感器陣列結(jié)構(gòu)。具有檢測(cè)零件表面，有一定曲面適應(yīng)性、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、便捷、高效的特點(diǎn)，希望取代目前實(shí)際生產(chǎn)中，人工依存度高、效率低下的檢測(cè)方式。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械制造中，很多關(guān)鍵重要零件，在整機(jī)裝配前，通常需要逐個(gè)檢測(cè)。目前實(shí)際生產(chǎn)線上還是大多采用磁粉檢測(cè)方式，人工依存度大，不利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。比較有希望取代人工方法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的，主要有超聲和電磁檢測(cè)方式，但超聲檢測(cè)對(duì)零件表面損傷不敏感，有些裂紋的出現(xiàn)，則往往是先從表面開始的，因此對(duì)零件表面缺陷檢測(cè)不容忽視。電磁檢測(cè)技術(shù)中最典型方法渦流檢測(cè)方法，無(wú)須耦合，檢測(cè)效率高，是一種能夠用于零件表面缺陷檢查的，較有前景的方法。
[0003]本發(fā)明提出了一種新型陣列式結(jié)構(gòu)渦流傳感器，該傳感器結(jié)構(gòu)把柔性和剛性有機(jī)結(jié)合，不僅能檢測(cè)平面零件，而且對(duì)曲面零件也有一定適應(yīng)性。
[0004]本發(fā)明的目的在于為檢測(cè)重要零件表面缺陷提供一種新型的渦流傳感器結(jié)構(gòu)和
目.ο

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明中陣列傳感器結(jié)構(gòu)由線圈和柔性膠墊、充氣氣囊、步進(jìn)電機(jī)組成，傳感器線圈機(jī)構(gòu)組成差動(dòng)系列，中間線圈為檢測(cè)，周圍線圈做差動(dòng)激勵(lì)，充氣氣囊將傳感器線圈緊壓在被測(cè)零件表面上，這種結(jié)構(gòu)對(duì)小曲率曲面零件也有一定適應(yīng)性，步進(jìn)電機(jī)將傳感器結(jié)構(gòu)送到需要檢測(cè)位置，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。
[0006]有益效果:
[0007]本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種新型渦流傳感器陣列結(jié)構(gòu)和檢測(cè)裝置，以有效實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件的表面損傷檢測(cè)。這種傳感器結(jié)構(gòu)和檢測(cè)方式可有效解決小曲率曲面零件的檢測(cè)問(wèn)題，對(duì)于取代實(shí)際生產(chǎn)中落后的檢測(cè)方式，具有重要意義。
【附圖說(shuō)明】
:
[0008]圖1:陣列傳感器探頭結(jié)構(gòu)實(shí)物圖；
[0009]圖2:氣囊實(shí)物圖，圖中球形部分即是；
[0010]圖3:步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給部分；
[0011]圖4:多路信號(hào)采集系統(tǒng)；
[0012]圖5:氣栗及氣路系統(tǒng)；
[0013]圖6:檢測(cè)裝置外觀圖；
[0014]圖7:裂紋缺陷，材料為鋁合金，裂紋參數(shù):寬度2mm，深度3mm，長(zhǎng)度1mm;
[0015]圖8:檢測(cè)結(jié)果圖，圖中圓形黑色部分為裂紋位置。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了更好地說(shuō)明本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]實(shí)施例中選用一鋁合金小曲率曲面零件，在上面用機(jī)械方法加工出尺寸為(寬X長(zhǎng)X深，較大)2mm X 1mm X 3mm的裂紋狀缺陷。
[0018]將陣列傳感器移動(dòng)至缺陷位置，在缺陷位置可觀測(cè)到信號(hào)幅值發(fā)生突變，將信號(hào)通過(guò)低通濾波器等進(jìn)一步處理，即可清晰提取出缺陷信號(hào)，如圖8所示，裂紋缺陷信號(hào)為圖中黑色部分。
[0019]本實(shí)施例僅為一種材料的試件進(jìn)行了檢測(cè)。本發(fā)明可以對(duì)多種導(dǎo)電材料進(jìn)行檢測(cè)，且傳感器的線圈圈數(shù)、線徑等可以調(diào)整。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種渦流陣列檢測(cè)金屬缺陷掃查裝置，由柔性陣列式檢測(cè)渦流探頭、氣囊式裝置、步進(jìn)電機(jī)、多通道信號(hào)采集裝置、計(jì)算機(jī)組成。柔性陣列渦流傳感器由30組剛性線圈等間距固定在柔性橡膠墊上制成，每個(gè)單元線圈結(jié)構(gòu)都是一致的。橡膠墊具有一定柔性，可以滿足小曲率曲面零件的檢測(cè)需求。檢測(cè)時(shí)氣囊式裝置充氣，將陣列式渦流探頭壓緊在零件表面上，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)則可保證裝置在任何地方實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。多通道信號(hào)采集裝置最多可采集48路信號(hào)，在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行成像處理。2.一種柔性陣列式檢測(cè)渦流探頭，工作時(shí)中間位置傳感器起檢測(cè)作用，周圍相鄰傳感器做差動(dòng)信號(hào)，起激勵(lì)作用。當(dāng)檢測(cè)中沒(méi)遇到缺陷時(shí)，檢測(cè)信號(hào)沒(méi)有太大變化，當(dāng)被測(cè)零件表面存在缺陷時(shí)，該檢測(cè)信號(hào)變化較大，利用這種關(guān)系，就可以檢出零件上存在缺陷與否。3.高速采樣裝置，為箱式結(jié)構(gòu)，由于市場(chǎng)上沒(méi)有類似結(jié)構(gòu)，為自主研發(fā)而成。該裝置最多可采集48路、每路500KHZ、幅值為正負(fù)1V的交變信號(hào)，并可根據(jù)需要進(jìn)行放大和濾波處理。4.渦流信號(hào)激勵(lì)電路和信號(hào)處理電路的基本原理如下。 電路主要分為兩部分，激勵(lì)電路和信號(hào)處理電路。其中激勵(lì)部分由ICL8038作為函數(shù)發(fā)生芯片，產(chǎn)生幅值、頻率可調(diào)的正弦激勵(lì)信號(hào)，通過(guò)電壓跟隨器后，信號(hào)分成兩路。其中一路通過(guò)移相器實(shí)現(xiàn)與另一路的90度相位差。至此實(shí)現(xiàn)對(duì)兩對(duì)線圈繞組相位相差90度的激勵(lì)工作。 由檢測(cè)線圈拾取的原始信號(hào)需要處理電路進(jìn)行進(jìn)一步處理。信號(hào)首先通過(guò)放大器，進(jìn)行初步放大后經(jīng)過(guò)鑒相器濾除交流成分及部分干擾，保留包含缺陷尺寸信息的直流成分。再經(jīng)過(guò)兩次放大并濾波最終實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸出至計(jì)算機(jī)。
【專利摘要】本發(fā)明名稱為一種渦流陣列檢測(cè)金屬缺陷裝置，屬于無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域中電磁渦流檢測(cè)技術(shù)范疇。渦流陣列檢測(cè)是渦流無(wú)損檢測(cè)的一個(gè)重要分支，既有傳統(tǒng)檢測(cè)方法非接觸檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，又融合了陣列檢測(cè)方法，易于實(shí)現(xiàn)大面積、快速檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)。本專利提出了一種新型渦流檢測(cè)裝置方案，該方案將氣囊和步進(jìn)電機(jī)等和陣列傳感器有機(jī)結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)小曲率曲面損傷的有效檢測(cè)。這種裝置未必比單探頭檢測(cè)裝置精度高，但卻有迅速、高效的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于曲面缺陷也有一定適應(yīng)性，在檢測(cè)腐蝕、減薄等大面積損傷檢測(cè)方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
【IPC分類】G01N27/90
【公開號(hào)】CN105588878
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610009792
【發(fā)明人】張衛(wèi)民, 岳明明, 秦峰, 龐煒涵, 陳國(guó)龍
【申請(qǐng)人】北京理工大學(xué)
【公開日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2016年1月7日