[发明专利]基于差分线圈的高速轮毂在线电磁检测系统及检测方法

说明书

本发明公开一种基于差分线圈的高速轮毂在线电磁无损检测系统及检测方法，该检测系统包括检测探头、检测辅助装置、信号调理模块和信号采集模块；本发明方法中，首先将检测探头以给定提离固定，启动电机驱动标定轮毂旋转，并将检测探头的差分线圈电压信号通过信号调理和采集设备处理记录，整理得到裂纹深度‑信号特征量标定曲线，然后对待检轮毂进行检测，得到电压信号；最后基于标定曲线提取实验所得特征量对应的待检轮毂裂纹深度值。该方法将永磁体和轮毂的相对运动作为激励源，同时在永磁体周围布置差分线圈，提取出差分线圈的感应电压，以实现得到待检轮毂的裂纹深度值。本发明无需涡流激励模块，可有效检出在役轮毂的裂纹深度值，降低事故风险。

技术领域

本发明涉及一种轨道裂纹无损检测方法，具体涉及一种基于差分线圈的高速轮毂裂纹深度在线电磁检测系统及检测方法。

背景技术

我国工业蓬勃发展，轮毂在很多工业设备上的应用极为广泛，诸如飞机起落架和汽车行业。由于飞机起落架长期处于高温高强度、高负荷的工作环境下，其主机轮毂R处、毂部转接R处及固定轮缘根部R处属于应力高度集中的部位，其表面极易产生疲劳裂纹，从而对飞机的安全飞行构成严重威胁。汽车行业的低压铸造铝合金轮毂在铸造过程中常见的缺陷有气孔、裂纹、缩孔、缩松和冷隔等，这些缺陷对在路面上行驶的汽车都是严重的隐患，长时间使用可能会造成严重的交通事故造成巨大的经济损失。因此要预先对铝合金轮毂的这些潜在缺陷进行检测以保证使用的安全。

针对轮毂的检测一般有目测法，荧光渗透法，超声检测，涡流检测，X射线检测等方法。目测法只能检出因折叠产生的较大裂纹；荧光渗透法用于检测金属表面开口、裂纹等缺陷，但操作繁琐；超声检测对轮毂内部缺陷的定量尚需完善；涡流检测用于检出锻造轮毂的轮幅表面、胎圈座、中心孔等位置的表面及近表面缺陷；X射线可以直观地显示出轮毂内部及表面的缺陷，但射线在检测过程中会对人体及环境造成一定的危害，不能满足无害检测环境的要求，并且成本较高。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于差分线圈的高速轮毂在线电磁检测系统及检测方法，具有激励源无需供电，检出信号信噪比高，适用于在线检测的优点，可广泛应用于高速轮毂的在线检测。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于差分线圈的高速轮毂裂纹深度在线电磁检测系统，包括检测探头1、检测辅助装置、信号调理模块8和信号采集模块9，所述检测探头1由相连接的永磁体14和差分线圈15组成；所述检测辅助装置包括待检轮毂2，驱动待检轮毂2旋转的电机3和电机轴承4，为各检测器件提供支撑的平台5，固定检测探头的轮式夹具6和调整轮式夹具的三自由度升降台7；所述电机3悬挂于测试平台5的下部，电机轴承4穿过支撑平台5，待检轮毂2安装于电机轴承4上，并由电机3驱动旋转；所述检测探头1以一给定提离固定于轮式夹具6上，以保证检测过程中提离不变；所述三自由度升降台7固定于支撑平台5上；所述轮式夹具6固定于三自由度升降台7上，并通过旋转按钮调整升降台的位置，使得检测探头1对准待检轮毂2的环面，所述信号调理模块8的输入端连接检测探头的差分线圈，输出端连接信号采集模块9，信号调理模块8和信号采集模块9对检测探头的差分线圈电压信号进行处理分析，以实现对高速轮毂进行检测的目的。

所述的基于差分线圈的高速轮毂裂纹深度在线电磁检测系统，采用轮式夹具6保证了检测探头提离，所述轮式夹具6包括底座10、弹簧12和包含滚轮13的可移动部件11，底座10与可移动部件11之间由弹簧12连接，底座10安装于平台5之上，并保证弹簧12处于压缩状态，使得检测时滚轮13始终与待检轮毂12的环面相切；所述检测探头1固定于可移动部件11上。

所述的基于差分线圈的高速轮毂在线电磁检测系统，所述检测探头1的承担激励作用的永磁体14采用剩磁大于1.0T、截面尺寸与缺陷尺寸比值相等的永磁体。

所述的基于差分线圈的高速轮毂在线电磁检测系统，其特征在于：所述检测探头1的承担检出作用的差分线圈15采用两个完全相同的线圈反接以实现差分。