[发明专利]一种主动解除相邻线圈之间电磁耦合的阵列涡流探头

说明书

本发明提出一种主动解除相邻线圈之间电磁耦合的阵列涡流探头，主要解决现有的阵列涡流探头采用屏蔽罩被动屏蔽电磁耦合的两个不足：一、阻隔了罩内检测线圈焦耳热与外部对流换热的通道，易造成线圈温升，带来温漂误差；二、增大探头体积，探头空间分辨力降低。其技术方案为：在探头检测线圈外设置两个与检测线圈同轴的辅助线圈，辅助线圈产生的磁场削弱检测线圈产生的外部磁场，从而减小相邻检测线圈的磁场干扰。辅助线圈上装有金属滑片，移动滑片可改变辅助线圈接入加载电路的长度和匝数，进而调节外部磁场的削弱程度，满足不同应用场景对相邻线圈电磁解耦程度的不同要求。与现有阵列涡流探头相比，本发明提出的探头体积更小、温漂误差更小。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，进一步属于电涡流检测技术领域，具体涉及一种用于无损检测的阵列涡流探头，尤其涉及一种降低相邻检测线圈之间电磁耦合的、无屏蔽罩的阵列涡流探头。

背景技术

涡流检测是一种在工业领域应用广泛的无损检测技术，工作原理基于电磁感应原理：当通有交变电流的检测线圈靠近金属导体时，将在金属导体中产生交变磁场，称为一次磁场，同时该交变磁场在金属导体表面感应出电涡流；金属导体中的电涡流也会产生磁场，称为二次磁场；金属导体表面如果存在裂纹等缺陷，将会引起电涡流的变化，这一变化再经二次磁场在检测线圈中得以感应，最终表征为线圈阻抗的变化，由此就可以判断金属导体表面缺陷的存在及严重程度。电涡流检测具有非接触、速度快、对表面缺陷灵敏度高等优势。单检测线圈式涡流探头覆盖面积小，对较大面积试件进行逐点扫查检测不仅费时费力，有时还可能出现漏检。阵列涡流探头由多个独立的检测线圈排列组成，与单检测线圈式探头相比具有如下优势：探头覆盖面积大，检测效率高；可根据被检测试件的尺寸和形面进行外形设计，不需要设计制作复杂的机械扫查装置。但是，相邻检测线圈之间存在电磁耦合，所引起的检测线圈阻抗变化会叠加在由缺陷引起的阻抗变化之中，从而造成检测结果的偏差。为解决这一问题，当前多采用在检测线圈外设置由电磁屏蔽罩的方法。但是，封闭的屏蔽罩结构会阻碍罩内通电线圈的热量交换，易造成线圈过热，影响线圈的精度和使用寿命；其次，屏蔽罩的引入会增大探头的体积，导致探头的空间分辨能力低。因此，发明一种无需增加屏蔽罩结构、亦能去除检测线圈之间电磁耦合效应的阵列涡流探头是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以主动解除相邻线圈之间电磁耦合的阵列涡流探头，该探头具有以下优势：无须在检测线圈外增加屏蔽罩，便于检测线圈的焦耳热及时耗散以免造成过热；探头体积减小，空间分辨力得到提高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：去掉屏蔽罩，在检测线圈外布置与两个与检测线圈同轴、分别位于检测线圈两个端部的螺线管线圈作为辅助线圈；辅助线圈产生的磁场削弱检测线圈产生的在径向分布的外部磁场，从而减小相邻检测线圈之间的磁场干扰；在辅助线圈上设置变阻器式金属滑片，将金属滑片和辅助线圈的一个终端接入辅助线圈的加载电路，这样通过移动金属滑片可改变辅助线圈接入加载电路的长度和匝数，调整辅助线圈磁场对检测线圈磁场的削弱程度，以满足不同应用场景对检测线圈之间电磁解耦程度的不同要求。

本发明的技术效果体现在：(a)无需在探头检测线圈外设置屏蔽罩结构，有利于探头工作时产生的焦耳热得到及时扩散，提高探头的热稳定性，减小温度漂移对检测信号的影响；同时，减小了探头体积，提高了探头的空间分辨力。(b)在不同应用场景下，无需重新设计和制作探头，通过移动辅助线圈上的金属滑片，即可实现相邻检测线圈之间电磁耦合效应不同程度的解耦。

附图说明

图1为本发明的阵列探头总体结构图；

图2为本发明的子探头结构图；

图3为本发明的子探头线圈电流加载实施方案。

具体实施方式