[发明专利]应用于涡流探伤的定位方法、装置及涡流探伤仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属表面缺陷检测领域，更具体地说，是一种应用于涡流探伤的定位方法、装置以及相应的涡流探伤仪。

背景技术

术语“涡流探伤”和“涡流检测”具有本领域公知的含义，一般是指一种利用电磁感应原理检测导电构件表面和近表面缺陷的探伤方法。术语“幅值”是指交变信号的最大绝对值值。在导电构件，尤其是焊管的加工制作过程中，在其表面和近表面，尤其是焊管的焊接处可能会存在着缺陷、裂纹或者其他异常，或者在其使用寿命期间也会发生这种缺陷、裂纹或其他异常。因此，在制作过程或者例行检查过程中通常需要对导电构件的表面进行检测，以便发现其中存在的可能会限制部件的使用的任何异常。

涡流探伤作为一种非破坏性检查技术在金属表面探测领域得到了广泛的应用。涡流探伤是运用电磁感应原理，将载有交流电的激励线圈接近金属表面。由于激励线圈的周围的存在交变的电磁场，该交变的电磁场能够在金属表面产生感应电流（又称涡流）。同时，该感应电流也产生了一个与上述电磁场的方向相反的频率相同的反电磁场。该反电磁场又反射到激励线圈上，导致检测线圈阻抗的电阻和电感的变化，改变了线圈的电流大小及相位。因此，探头固定（或移动），当被探测金属移动（或固定），遇到缺陷或材质、尺寸等变化时，使得涡流磁场对线圈的反作用不同，引起线圈阻抗（Q值）变化，通过涡流检测仪器测量出这种变化量就能鉴别金属表面有无缺陷或其它物理性质变化。涡流检测实质上就是检测线圈阻抗发生变化并加以处理，从而对试件的物理性能作出评价。

利用上述原理对金属表面缺陷进行检测是已知的。例如，中国专利200880107879.2提供一种涡流探伤装置,其电路结构简单,可提高缺陷检测信号的空间分辨率和缺陷复探时的信号再现性,并可削弱干扰信号。涡流探伤装置具有磁性元件组和用于使每列中的磁性元件组以时分方式操作的各转换电路,其中,在可被缓慢插入导管(未图示)中的圆柱形筐体的圆周面上呈环状设置至少两列磁性元件,各列磁性元件包括按相等间隔配置的预定数量的磁性元件,其中一列磁性元件(11～18)的配置位置在列的方向上与另一列磁性元件(21～28)的配置位置错开1/2上述间隔。其中一列磁性元件(11～18)作为磁场激励元件按照时分方式操作来激励磁场,另一列磁性元件(21～28)作为磁场检测元件按照时分方式操作来进行磁场检测。磁场检测元件(21～28)中的两个磁场检测元件分别对各磁场激励元件(11～18)所激励的各磁场进行检测从而对导管实施涡流探伤。每两个磁场检测元件的配置位置与各激励元件(11～18)的配置位置在列的方向上错开3/2上述间隔。

此外，中国专利200910261679.9提供涡流探伤方法和涡流探伤装置。该涡流探伤方法具有将检测线圈配置在励磁线圈内的能旋转的涡流探伤探头,用于缩小由检测线圈的旋转位置的变化所引起的检测灵敏度的变化(检测灵敏度偏差)。其中,涡流探伤探头包括安装在圆盘(DS)上的励磁线圈(EC1)、检测线圈(DC1)以及励磁线圈(EC2)、检测线圈(DC2)。当在圆筒状的被检查体(T)的周面上设置涡流探伤探头、并使圆盘(DS)旋转时,由于检测线圈(DC1、DC2)与检查面之间的距离(离开量)发生变化,因此伤痕信号的检查灵敏度也发生变化。为了缩小检测灵敏度的变化,对检测线圈(DC1、DC2)的旋转位置(旋转角度)进行检测而调整检测灵敏度。上述文献其全部内容通过引用并入本文。

典型的涡流探头中的探测线圈是比较小的，例如直径约为0.5毫米，以保证能够检测到材料中非常小的裂纹或者缺陷的高灵敏度。相应地，这种小线圈对于检测装置的工作环境是非常灵敏的。例如，探头必须与检测构面的表面保持一定的距离，否则将导致读数的错误。

为了提高涡流探伤检查的性能，必须将探头的探测线圈与检测构件的表面大致正交或者垂直。而且，一旦探头与检测构件的表面之间的距离发生了变化，就需要及时进行调整。虽然也可以手动对探头调整其与检测构件的表面之间的距离，然而，由于探头的灵敏度非常高使得手动将探头在一个微小的范围内（例如，1毫米内）进行移动是一件十分困难的事情。而且，对于外形变化较为频繁的检测构件就不得不频繁调整探头与检测构件的表面之间的距离。上述操作对于操作人员是一件极为难以忍受的作业，而且其需要耗费的大量时间的状况也是生产商们不可接受的。

因此，极有需要提供一种能够自动调整探头与检测构件之间的距离的方法及其物件，以解决现有的涡流探伤技术中存在的一种或者多种缺陷。

发明内容