[发明专利]基于电涡流的差动式温控器检测探头及其提离消除装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电涡流检测技术领域，尤其涉及一种基于电涡流的差动式温控器检测探头及其提离消除装置和方法。

背景技术

温控器能够根据工作环境的温度变化，在开关内部发生物理形变，从而产生某些特殊效应，使触点闭合或断开，达到接通或断开电路的目的，从而控制电路。其应用范围非常广泛，根据不同种类的温控器，应用在家电、电机、制冷或制热等众多产品中。

其中一种温控器内部有一片金属片，并且该金属片有正反面之分，如果朝向错误，也不能正常使用。在实际的生产过程中，由于生产技术的限制，不可避免的会产生一些次品或废品。比如内部没有装入金属片、金属片装反或是装入了两片或两片以上等。为使最后出厂的产品合乎标准，必须进行检测，把废品筛选出来。但是，金属片在温控器的内部，必须使用一种非接触式的无损检测方法。

无损检测方法，一般常用的是超声波，因为它原理简单，并且实现起来方便，但同时，它也存在很多的缺点，比如需要添加耦合剂、对被测工件表面的质量要求比较苛刻，并且检测速度慢，这些都会影响生产效率。

采用电涡流技术检测温控器是基于电磁感应原理。利用正弦交流信号在激励线圈中产生电磁场，激励线圈靠近待检测的温控器时，由于温控器属于金属导体，其趋肤层内会产生电涡流，并且在外加磁场的偏置作用下受到力的作用，而金属介质在交变应力的作用下产生高频振动，形成超声波波源，产生电磁超声。由于该效应存在可逆性，返回的超声波，会改变表面趋肤层内的电涡流，表面的电涡流会反过来改变空间的电磁场，导致检测线圈阻抗的电阻和电感的变化，改变了检测线圈的电流幅值与相位。因此，温控器的内部结构不同，产生的涡流对线圈的反作用就会不同，引起线圈阻抗的变化，利用涡流检测仪器就能检测出这种变化量，筛选出废品。采用电涡流技术进行检测时，线圈不需要接触温控器，也无需耦合介质，所以检测速度快；并且有很高的检出灵敏度，且在一定的范围内具有良好的线性指示，可用作质量管理与控制。

但是，涡流的检测信号常常比较微弱，并且灵敏度较高，会受到环境中的磁场的干扰，影响测量的可靠性。为此，往往会为探头添加用于电磁屏蔽的金属壳，但是，在外接环境比较复杂的工业现场，往往无法很好的消除干扰。

同时，电涡流的大小随着变化电磁场与导体的距离改变而变化，即会有提离效应，使检测信号的赋值以及相位发生改变。由于检测线圈的信号往往比较微弱，因此，在实际的检测过程中，提离的存在会影响检测的灵敏度和准确性，增加检测的难度。目前，在工业上实际应用的消除提离的方法大部分依靠的是机械方法，来尽可能的减小探头和待测物之间的提离距离。但是如果简单的只利用机械结构，存在着一定的误差，不能保证探头对每一个不同待测物的提离距离都能达到最小。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于电涡流的差动式温控器检测探头及其提离消除装置和方法。

基于电涡流的差动式温控器检测探头包括检测探头和参考探头；检测探头、参考探头包括轮毂、检测线圈、激励线圈、金属壳，轮毂上绕有检测线圈，在检测线圈上绕有激励线圈，激励线圈外设有金属壳，检测探头、参考探头为圆柱形结构，检测探头的激励线圈与参考探头的激励线圈串联连接。

基于电涡流的差动式温控器检测探头的提离消除装置包括PC机、MC9S12XS128单片机系统、RS232电平转换电路、提示装置、输入信号光电隔离电路、输出信号光电隔离电路、电机、电机全桥驱动电路、下限幅触点、上限幅触点、第一磁铁、第二磁铁、升降装置、固定机构、差动式温控器检测探头；PC机通过串口与RS232电平转换电路相连，RS232电平转换电路与MC9S12XS128单片机相连，MC9S12XS128单片机的PB0口通过输入信号光电隔离电路与上限幅触点相连，MC9S12XS128单片机的PB1口通过输入信号光电隔离电路与下限幅触点相连；MC9S12XS128单片机的PA0口连接提示装置；MC9S12XS128单片机的PP1口和PP3口通过输出信号光电隔离电路与电机全桥驱动电路相连，电机全桥驱动电路与电机相连，电机与升降装置相连，升降装置带动第一磁铁、第二磁铁上下移动，第一磁铁、第二磁铁间设置有温控器检测探头，两磁铁处于同一高度，并关于温控器检测探头中轴线对称；初始状态时第一磁铁与上限幅触点相接触，装置工作时，第一磁铁可向下移动与下限幅触点接触，温控器检测探头、升降装置、第一磁铁、第二磁铁、上限幅触点和下限幅触点安装在固定机构上。