[发明专利]针对钢丝绳断丝缺陷检测的S型阵列涡流探头及检测方法

说明书

针对钢丝绳断丝缺陷检测的S型阵列涡流探头及检测方法，该探头包括激励探头装置和检出探头装置，所述激励探头装置套在钢丝绳外，由圆柱线圈骨架以及螺旋状缠绕在圆柱线圈骨架内侧的三部分间隔分布的激励线圈导线组成；检出探头装置由多个沿着螺旋线方向阵列的椭圆形线圈骨架和缠绕在椭圆形线圈骨架上的检出线圈组成，紧密排布的两个椭圆形线圈骨架及其上缠绕的检出线圈组成一个差动涡流检测单元；所述检出探头装置的差动涡流检测单元沿螺旋线附在激励线圈导线上；钢丝绳置于所述激励线圈导线产生的交变磁场中，其表面和近表面会感生出沿钢丝绳螺旋扭转方向分布的涡流；本发明具有检测效率高和检测精度高等优点。

技术领域

本发明涉及一种电磁无损检测探头，具体涉及一种针对钢丝绳断丝缺陷检测的S型阵列涡流探头及检测方法。

背景技术

钢丝绳是工程中应用的一种挠性(只受到拉力)构件，它在煤炭、冶金、交通、运输、建筑和旅游等国民经济各主要行业和部门得到广泛应用。其质量也被国内多个行业所关注，并投入大量人力、物力进行钢丝绳使用研究和产品开发工作，其重要性不言而喻。钢丝绳在使用过程中会发生断丝、变形和磨损等缺陷，从而造成局部缺陷和断面损失，影响设备可靠工作，威胁人身和设备安全，因此定期对其进行无损检测和安全评价十分必要。

目前针对钢丝绳的无损检测方法主要是漏磁检测法。漏磁检测法具有操作简单、显示结果直观等优点，但是，也存在检测效率低，需要事先对钢丝绳进行磁化以及缺乏其他方法验证等问题。而涡流检测法是基于电磁感应原理的表面及近表面缺陷检测方法，具有非接触，无需耦合介质，检测速度高，易于实现自动化检测，对表面缺陷的检测灵敏度高等优点，是一种针对钢丝绳缺陷进行定量无损评价的有效方法。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种针对钢丝绳断丝缺陷检测的S型阵列涡流探头及检测方法，钢丝绳置于所述激励线圈产生的交变磁场中，其表面和近表面会感生出沿钢丝绳螺旋扭转方向分布的涡流，各组差动涡流检测单元可获得单元中心点处的检出信号，有效降低探头提离距离和倾斜角度改变的干扰，具有检测效率高和检测精度高等优点。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

针对钢丝绳断丝缺陷检测的S型阵列涡流探头，包括激励探头装置和检出探头装置，其特征在于：所述激励探头装置套在钢丝绳1外，由圆柱线圈骨架2以及螺旋状缠绕在圆柱线圈骨架2内侧的三部分间隔分布的激励线圈导线3组成；检出探头装置由多个沿着螺旋线方向阵列的椭圆形线圈骨架4和缠绕在椭圆形线圈骨架4上的检出线圈5组成，椭圆形线圈骨架4两两紧密排布，紧密排布的两个椭圆形线圈骨架4及其上缠绕的检出线圈5组成一个差动涡流检测单元6，差动涡流检测单元6中的两个相邻检出线圈5信号相减，即获得差动涡流检测单元6的检出信号即紧密排布的两个椭圆形线圈骨架4相切处的检出信号；所述检出探头装置的差动涡流检测单元6沿螺旋线附在激励线圈导线3上；钢丝绳1置于所述激励线圈导线3产生的交变磁场中，其表面和近表面会感生出沿钢丝绳螺旋扭转方向分布的涡流。

所述激励线圈导线3由三部分组成，在圆柱线圈骨架2横截面上等间距分布，其中相邻的两部分激励线圈导线3在圆柱线圈骨架2外侧连接，实际只有一束激励线圈导线。

所述激励线圈导线3呈螺旋线型缠绕在圆柱线圈骨架2上，螺旋线的升角为180°。

所述差动涡流检测单元6总数为9个，分布于圆柱线圈骨架2内侧的三个等间距高度上，每个高度间隔120度放置一个差动涡流检测单元6，对应的，所述椭圆形线圈骨架4和检出线圈5的数量为18个。

所述针对钢丝绳断丝缺陷检测的S型阵列涡流探头进行缺陷检测的方法，首先，向激励线圈导线3中通入稳态的正弦激励电流，周围产生交变磁场，置于该交变磁场中的钢丝绳1中将感生出交变涡流场，交变的涡流又会感生出次生磁场，断丝缺陷的存在会影响次生磁场，导致检出线圈5的检出信号发生相应变化；