[发明专利]放置式远场涡流传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆铆接结构件间隙检测用放置式远场涡流传感器，利用远场涡流检测技术实现轨道车辆铆接件的质量评估，属于电磁无损测量技术领域。

背景技术

铆接技术由于工艺简单合理、工作效率高和节能污染少等优点，广泛应用于轨道车辆的底架、侧墙、车顶和端墙等部件及车体组装中。轨道车辆的铆接结构件在铆接时，由于铆接板间可能主动添加或被动存在一些胶或其它填充物导致间隙，或者铆钉与铆钉孔之间的间隙过大，使得铆接后初期由于挤压较为严密和铆接应力存在，从而表现出铆接质量较好，然而车辆运行一定时间，其填充物存在软化、磨损消耗等情况，铆接配合发生变化，导致铆接结构件的铆钉发生松动，从而存在一定的安全隐患。

铆接初期，铆接板间隙、铆钉与铆钉孔间隙等铆接内部质量问题凭借目视检测或手动卡规测量方式难以发现，而对于常规无损检测方法来说，超声检测方法需要耦合剂，并且铆钉与铆钉孔的间隙反射面太小，无法检出。射线检测方法需要防护，不利于现场检测。常规涡流检测方法不需要任何耦合剂，检测灵敏度高、速度快，易于实现自动化，检测结果可靠，但受到趋肤效应影响，涡流不能渗透整个板厚。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种放置式远场涡流传感器，采用放置式探头实施探测，涡流可以渗透到铆接板另一侧，具有操作简单、效率高，并且适用于铝、合金钢等各种金属材料的铆接结构件。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种放置式远场涡流传感器，其特征在于：包括外壳、第一垫板、激励线圈、屏蔽层、检测线圈、第二垫板；所述外壳为圆柱体结构，外壳底端中心位置开设有与铆钉形状相配合的圆柱体的凹槽开口部位；所述第一垫板、激励线圈、屏蔽层、检测线圈、第二垫板均为圆筒状结构、且由外往内依次套设呈无间隙排布形成探头，探头竖直镶嵌于外壳体内且与凹槽开口部位为同轴心设置，所述屏蔽层的外壁与激励线圈的内壁相贴合，屏蔽层的内壁与检测线圈的外壁相贴合；所述屏蔽层包括相互贴合套设的铝片、硅钢片和铜片；铝片、硅钢片、铜片层数的比例为1:2:1；激励线圈和检测线圈分别通过内导线与检测电路连接。

所述的放置式远场涡流传感器，其特征在于：所述激励线圈与外壳之间套设有第一垫板；所述检测线圈与外壳之间套设有第二垫板；第一垫板、激励线圈、屏蔽层、检测线圈、第二垫板为同轴等高且上下齐平设置，高度为外壳底端开口部位高度的两倍以上。

所述的放置式远场涡流传感器，其特征在于：所述探头的顶端从下往上依次盖设有圆盘形的箱体和上盖板，所述箱体和上盖板通过紧固螺钉与第一垫板和第二垫板固定连接；所述箱体和上盖板上开设有用于内导线穿过的走线孔。

所述第一垫板、激励线圈、屏蔽层、检测线圈、第二垫板的底部设置有胶片，探头的底端通过胶片粘接固定在外壳中。

所述的放置式远场涡流传感器，其特征在于：所述激励线圈和检测线圈分别通过内导线与接线柱相连接；接线柱通过外导线分别与激励插头和接收插头相连接。

所述的放置式远场涡流传感器，其特征在于：还包括把手，所述把手与外壳相连接，外壳和把手内均内置有用于内导线穿过的圆柱形走线槽。

所述的放置式远场涡流传感器，其特征在于：所述外壳、把手、箱体、上盖板、第一垫板、第二垫板均为绝缘材质。

作为优选方案，所述的放置式远场涡流传感器，其特征在于：所述激励线圈和检测线圈均为螺线管线管圈。

本发明还提供一种远场涡流传感器检测系统，包括上述的放置式远场涡流传感器，还包括控制器、激励源、前置放大器、滤波电路和后置放大器；所述激励源和后置放大器均与控制器连接，激励源通过前置放大器与激励线圈连接；检测线圈通过滤波电路、后置放大器和控制器连接。

本发明还提供采用上述的远场涡流传感器检测系统对轨道车辆铆接结构件间隙检测的方法，包括以下步骤：

（1）轨道车辆铆接结构件中，铆钉将上层板和下层板铆接在一起，测试试样上的铆钉与铆钉孔之间存在间隙，标准试样铆钉与铆钉孔之间无间隙；先将传感器置于标准试样上进行检测记录检测信号的幅值A₁和相位θ₁；

（2）将传感器移动至需检测的测试试样上进行检测记录检测信号的幅值A₂和相位θ₂；