[发明专利]一种用于金属构件涡流缺陷检测的聚焦半圆形探头及其使用方法

说明书

本发明提供一种用于金属构件涡流缺陷检测的聚焦半圆形探头。所述用于金属构件涡流缺陷检测的聚焦半圆形探头由半圆形磁芯、激励线圈和两个接收线圈构成，所述半圆形磁芯的两只磁脚向下，所述激励线圈均匀绕制在所述半圆形磁芯外面，两只所述接收线圈放置在所述半圆形磁芯的两只磁脚中心连线的正下方，所述接收线圈的上表面与所述半圆形磁芯的两只磁脚的下表面紧贴，且所述接收线圈的距离可以调节。本发明提供的用于金属构件涡流缺陷检测的聚焦半圆形探头实现了在较大提离高度下均可对被检试件局部缺陷及厚度进行有效检测，较传统涡流检测探头拥有更高的检测灵敏度，在带包覆层管道的金属构件局部腐蚀和壁厚检测中有较大的应用价值。

技术领域

本发明涉及电磁无损检测技术领域，具体涉及一种针对带包覆层铁磁性管道的用于金属构件涡流缺陷检测的聚焦半圆形探头及其使用方法。

背景技术

带包覆层管道常用于石油、天然气和化工等领域，用于输送高温高压或腐蚀性气液介质，极易发生腐蚀缺陷，且以局部腐蚀缺陷为主。对带包覆层管道进行内外壁腐蚀缺陷检测是一大难题。脉冲涡流检测(PECT,Pulsed Eddy Current Testing)是一种非接触式检测方法，相较于传统的涡流检测，PECT采用方波激励，其具有入射电磁场渗透深度大，对缺陷深度检测能力强，检测信息丰富等特点。因此，PECT在带包覆层管道腐蚀缺陷检测应用领域得到广泛关注。

脉冲涡流探头一般由激励线圈与接收单元组成，常规的激励线圈结构为圆柱形，接收单元一般由线圈或磁传感器组成。传统激励线圈为圆柱形且被广泛使用于金属构件的壁厚减薄与缺陷检测，但圆柱探头存在着涡流的扩散，不利于涡流的聚集。U形激励线圈在空间磁场分布以及试件涡流分布上比圆柱形探头具有更好的聚焦特性，在提离下检测局部腐蚀缺陷更有优势，但U形激励线圈的两个直角边磁场泄露比较严重，不利于涡流的聚集。

对于检测铁磁性管道的局部缺陷或者厚度变化，上述探头设计与研究在一定提离检测试件缺陷或厚度变化时取得了良好的检测效果，但探头的聚焦性能都不优秀，其检测效果和检测能力有待进一步提高。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提出一种用于金属构件涡流缺陷检测的聚焦半圆形探头及其使用方法，解决在较大提离下对铁磁性管道局部腐蚀缺陷及厚度进行有效检测的问题，解决在带包覆层条件下脉冲涡流检测金属构件局部缺陷和对缺陷进行准确定位的问题。

第一方面，本发明提供一种用于金属构件涡流缺陷检测的聚焦半圆形探头，所述半圆形探头由半圆形磁芯、激励线圈和两个接收线圈构成，所述半圆形磁芯的两只磁脚向下，所述激励线圈均匀绕制在所述半圆形磁芯外面，两只所述接收线圈放置在所述半圆形磁芯的两只磁脚中心连线的正下方，所述接收线圈的上表面与所述半圆形磁芯的两只磁脚的下表面紧贴，且所述接收线圈的距离可以调节。

进一步的，所述半圆形探头的激励线圈线径为0.1～2mm，匝数为50～2000 匝。

进一步的，所述半圆形探头的两只接收线圈的线径均为0.01～1mm，匝数为200～10000匝。

进一步的，所述半圆形探头的两只接收线圈间距为0～100mm；

第二方面，本发明还提供一种用于金属构件涡流缺陷检测的聚焦半圆形探头的使用方法，其操作步骤如下：

1)在脉冲涡流检测仪中设置有脉冲信号发射机、检测信号接收机和计算机，激励线圈与脉冲信号发射机连接；接收线圈与检测信号接收机连接；

2)使用半圆形探头在被检试件上平行移动检测，半圆形探头的移动方向为沿着它接收线圈中心线的连线方向水平移动；给半圆形探头上的激励线圈通以等宽的双极性方波激励，将半圆形探头以10～110mm提离高度从被检铁磁性管道的一端开始进行检测，每隔0.1～1000mm选择一个检测点，所述检测信号接收机接收接收线圈上的感应电压信号并进行电压数据采集，再发送至计算机进行处理；