[发明专利]平面旋转涡流检测传感器及检测方法

说明书

本发明公开了一种平面旋转涡流检测传感器及方法，其中，传感器包括：多个探头，所述多个探头在同一平面上按同一方向排列设置；线圈，所述线圈位于所述多个探头上；定子；以及转子，所述转子与传感器同轴，且包覆于所述定子内，通过变压器耦合以在所述转子旋转时，产生旋转移动的涡流激励场，并对提离效应进行补偿，以得到检测结果。该传感器具有大幅提升检测效率，对提离效应进行补偿以增加检测灵敏度的优点且使用方便，适用性广。

技术领域

本发明涉及涡流检测传感器技术领域，特别涉及一种平面旋转涡流检测传感器及检测方法。

背景技术

大型金属板材在当今工业的应用非常广泛，举凡航空航天、船舶甚至军事领域都能见其踪影。金属板材在制造和使用过程中，由于受到内、外应力、自然磨耗或震动、撞击等原因，不可避免地会产生疲劳裂纹或其他缺陷，造成金属板材的质量下降，一旦出现事故将造成严重的人员及财务损失。因此，如何能高效、精准的检测出金属板材的裂纹及缺陷，是检测领域的重要课题。

涡流检测不需耦合剂，可以实现非接触检测，因此检测速度可以很高。涡流检测对试件表面的缺陷也非常敏感，故非常适合用于检测大型金属板材的表面或近表面缺陷。当通有交流电的探头线圈接近试件表面时，会在试件表面形成一涡流场。无缺陷时，涡流场呈稳定状态，但当检测探头经过缺陷时，试件内部的涡流场会有变化，线圈的阻抗也随之改变，进而影响线圈电压信号，透过分析此信号，能对试件质量做出有效判断。

现有技术中，为了实现对大型金属板材的高效检测，常用的有两种方法：一是采用多自由度自动扫查装置驱动涡流探头进行自动检测，但缺点是需要配置复杂的扫查装置，使用灵活性和适用性也不好。二是多采多通道涡流阵列式探头进行手动扫查，虽然检测效率提高，但因每组探头皆须搭配相应的检测电路，仪器昂贵；而且探头之间存在间距，仅进行一次扫查，容易有漏检的情况，通常需要进行二次扫查以实现全覆盖。目前阵列式扫查机构的灵敏度受限于探头固有的排列方式，对某些方向裂纹的灵敏度不高，容易出现漏检情形。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种平面旋转涡流检测传感器，具有大幅提升检测效率，增加检测灵敏度、使用方便和适用性广的优点。

本发明的另一个目的在于提出一种平面旋转涡流检测方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种平面旋转涡流检测传感器，包括：多个探头，所述多个探头在同一平面上按同一方向排列设置；线圈，所述线圈位于所述多个探头上；定子；以及转子，所述转子与传感器同轴，且包覆于所述定子内，通过变压器耦合以在所述转子旋转时，产生旋转移动的涡流激励场，并对提离效应进行补偿，以得到检测结果。

本发明实施例的平面旋转涡流检测传感器通过将传感器与转子连接，转子上配置数个线圈，转子线圈与外围定子线圈用变压器耦合原理实现信号有效传递，同时配合传感器上绝对线圈，针对试件表面不均匀所产生的提离效应做出抑制或补偿，具有大幅提升检测效率，对提离效应进行补偿以增加检测灵敏度的优点且使用方便，适用性广。

另外，根据本发明上述实施例的平面旋转涡流检测传感器还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述线圈包括：检测线圈、激励线圈和绝对线圈，用以传递涡流信号。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述检测线圈包括：第一至第四检测线圈，第一检测线圈和第三检测线圈采用“8字”绕法反向连接，第二检测线圈和第四检测线圈采用“8 字”绕法反向连接，且两对检测线圈并联，以输出检测信号。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述激励线圈包括：第一激励线圈和第二激励线圈，所述第一激励线圈和第二激励线圈绕在所述检测线圈外围并通交流电，以使所述检测线圈产生感应电压，第一激励线圈和第二激励线圈串联，以实现等电流激励和独立激励。