[发明专利]一种焊缝缺陷检测装置及其检测方法

说明书

本发明提供一种焊缝缺陷检测装置及其检测方法，所述检测装置包括激励单元、检测单元和屏蔽单元；所述激励单元包括磁轭结构和缠绕固定在所述磁轭结构外表面的激励线圈；所述检测单元包括导磁结构和缠绕固定在所述导磁结构外表面的检测线圈；所述检测线圈的轴线平行于所述磁轭结构的中心线，且所述检测线圈与所述磁轭结构串联正接形成差分；所述屏蔽单元能够屏蔽激励单元感生的直接耦合能量通道。本发明通过磁轭结构提高磁场强度和平面涡流场渗透深度，提高焊缝缺陷检测能力；同时采用检测线圈的轴线均平行于磁轭结构的中心线放置且串联差分的结构形式，有效抑制焊缝表面鱼鳞纹对检测信号的影响，提高焊缝缺陷检测能力。

技术领域

本发明涉及一种焊缝缺陷检测装置及其检测方法，属于无损检测技术领域。

背景技术

合金焊接构件广泛应用于轨道交通运输业，由于轨道车辆服役环境恶劣，焊缝区易萌生疲劳裂纹，危害列车安全运行。常规涡流检测技术对表面或近表面缺陷具有良好检测效果，可采用“十”字形结构涡流传感器对焊缝表面缺陷实施检测，但由于趋肤效应影响导致磁场渗透深度有限，无法有效检出焊缝区的隐藏缺陷。常规远场涡流检测技术采用低频涡流激励，受趋肤效应和提离效应影响较小，可实现对近表面缺陷的检测，但受焊缝表面鱼鳞纹干扰较大，导致信噪比较低，易造成缺陷漏判误判。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提出了一种焊缝缺陷检测装置及其检测方法，能够不受焊缝表面的干扰，检测焊缝的隐藏缺陷。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种焊缝缺陷检测装置，包括激励单元、检测单元和屏蔽单元；所述激励单元包括磁轭结构和缠绕固定在所述磁轭结构外表面的激励线圈；所述检测单元包括导磁结构和缠绕固定在所述导磁结构外表面的检测线圈；所述检测线圈的轴线平行于所述磁轭结构的中心线，且所述检测线圈与所述磁轭结构串联正接形成差分；所述屏蔽单元能够屏蔽激励单元感生的直接耦合能量通道。

结合第一方面，进一步地，所述屏蔽单元包括探头外壳屏蔽结构和槽型屏蔽结构，所述探头外壳屏蔽结构的一侧表面设有检测面，所述检测面开设有凹槽，所述槽型屏蔽结构固定在所述检测面的凹槽中。

结合第一方面，进一步地，所述检测单元固定在所述槽型屏蔽结构的凹槽中；所述磁轭结构的端面设有支脚，所述检测面上还设有通孔，所述支脚插接于所述通孔内以实现磁轭结构与检测面的固连。

结合第一方面，进一步地，所述检测面的长边两端设有提离支撑带，能够保证使用过程中所述检测面悬空于待测物。

结合第一方面，进一步地，还包括控制单元，所述控制单元包括与所述激励线圈连接的信号激励模块，所述信号激励模块能够对激励线圈施加低频正弦信号，使所述激励线圈产生交变电磁场。

结合第一方面，进一步地，所述控制单元还包括与所述检测线圈连接的信号处理模块，所述信号处理模块用于处理检测线圈拾取的感应电压信号。

结合第一方面，进一步地，所述控制单元还包括与所述信号处理模块连接的显示模块，所述显示模块用于显示信号处理模块处理后得到的涡流阻抗图。

结合第一方面，进一步地，所述低频正弦信号的幅值在10~20V范围内可调。

第二方面，本发明提供了一种焊缝缺陷检测方法，所述方法包括如下步骤：

采用焊缝缺陷检测装置的检测面沿待测物的焊缝匀速向前扫查，激励线圈产生交变电磁场，交变电磁场感生涡流场；

利用屏蔽单元屏蔽激励单元感生的直接耦合能量通道，迫使激励线圈感生的涡流场向待测物内部渗透；

通过检测单元拾取间接耦合能量通道的感应电压信号；

对感应电压信号进行处理以获取焊缝缺陷检测结果。