[发明专利]金属线材/管材无损探伤装置

说明书

技术领域

本发明属于材料无损检测技术领域，具体涉及的是针对金属线材/管材进行无损探伤的装置及其方法。 

背景技术

金属管材或线材是工业生产材料中使用极为普遍的原材料。金属管材或线材制作通常是将金属通过高温熔炉融化后浇铸成型，对于金属晶体在浇铸成线材的过程中，线材沿其长度方向的质量并不是完美无缺的，总存在或多或少的缺陷，如何实现线材外部缺陷和内部缺陷的无损探测是判断线材质量高低的关键。 

目前在无损检测领域通常采用五大类方法进行探伤：射线、超声波、涡流、磁粉(漏磁、磁记忆)和渗透技术。射线：只能在特定的铅房内对工件分别进行内部和外部缺陷检测，射线检测将产生辐射，导致人体损害，检测成本高而危险，且不能用于在线检测；超声波：只能对工件内部进行局部检测，同时需要根据待检测部件定制专用模块和探头，效率低，不能用于在线检测；涡流：只能对待检测材料的浅表面进行检测，不能检测内部，并且要求被测材料表面清洁光滑，被测材料定位于探头的中心位置才能用于在线检测；磁粉：设备庞大辅助设备多，需要对工件进行磁化，施加磁粉检测，只能局部检测，不能用于在线检测；渗透：只能对工件表面开放式裂纹进行检测，不能检测工件内部，更不能用于在线检测。以上五大类方法均不能同步检测材料的内部和外部缺陷，更不能用于生产线在线全方位检测。 

金属材料的缺陷来源于金属晶格本身发生了各种断裂、错位现象，晶格缺陷按它在晶格中的几何排列来区分，主要有三类：点缺陷、线缺陷和面缺陷”。金属材料中存在的裂纹、沙眼、气泡、夹杂、材质疏松等物理缺陷和腐蚀、材质不均衡等化学缺陷以及材料的硬度和韧度不均衡等力学缺陷都是由于金属材料的晶格结构发生点缺陷、线缺陷、面缺陷的表现。不同缺陷的金属线材在高频变化的磁场中，会导致感应磁场信号参数的变 化。利用测量感应磁场信号中所包含的信息变化，即可实现缺陷位置的确定。本发明就是根据此原理，设计了一套对金属线材/管材无损探伤的金属晶格相对测量装置和方法 

发明内容

本发明的目的就是利用金属晶格缺陷存在时，感应电磁场信号包含的频率、电流/电压相对变化实现金属线材的无损探测。 

本发明实现上述发明目的技术方案是：金属线材无损探伤装置，包括相互嵌套的测量线圈和磁场线圈，磁场线圈连接电源，在其内部形成变化电磁场，放大器连接测量线圈并将测量信号分别传送至频率分析仪及电流/电压转换器。上述装置在使用时，待测金属线材沿测量线圈和磁场线圈纵向运动。作为电源的高频电流信号源在磁场线圈中形成高频电流信号产生高频电磁场信号，测量线圈在变化的感应电磁场中产生电信号，由于深入测量线圈中的线材质量变化，电信号的频率、感应电流/电压都将发生变化，根据变化值的大小即可判断出现缺陷的位置。 

上述测量线圈中的测量信号是交流电流信号，该交流信号通过放大器调节从而实现频率分析仪及电流/电压转换器灵敏测量。 

测量信号与标准值比对后，通过频率分析仪及电流/电压转换器上安装有报警提示模块进行显示。 

利用上述金属线材无损探伤装置进行无损探伤的方法，步骤如下：(1)通过电源为磁场线圈通电形成电磁场；(2)建立测量标准，待测金属线材穿过磁场线圈和测量线圈纵向运动，实时测量感应线圈测量信号的频率信息和电流/电压信息，选择最为稳定的频率值及电流/电压值为标准值；(3)重复待测沿线圈纵向的运动，实时测量频率信息和电流/电压信息并与标准值比较，当测量到的频率或电流/电压值与标准值相差超过±10％时，频率分析仪或电流/电压转换器上的报警提示模块发出报警信息。 

本发明在工作时，首先在线圈内部产生高频感应磁场，待测件纵向在磁场中运动，测量最为稳定的频率值及电流/电压值作为标准值，通过测量不同位置待测件伸入时的磁场变化信号确定该位置是否存在缺陷，从而实现整个待测件质量缺陷的相对测量。测量方法简单、结果可靠，测量成 本远低于传统探伤方法。 

附图说明

图1为发明无损探伤装置结构原理图； 

图中，1、测量线圈；2、磁场线圈；3、待测金属线材。 

具体实施方式

下面结合附图对发明的结构和方法进行详细解释说明，如图1为发明无损探伤装置结构原理图，如图所示，本发明的金属线材/管材无损探伤装置，包括相互嵌套的测量线圈1和磁场线圈2，磁场线圈连接电源，在其内部形成变化电磁场，放大器连接测量线圈并将测量信号分别传送至频率分析仪及电流/电压转换器。