[发明专利]一种用于动作杆腐蚀缺陷的脉冲涡流检测探头设计

说明书

本发明公开了一种用于动作杆腐蚀缺陷的脉冲涡流检测探头设计，涉及无损检测领域，包括如下步骤：设计两种规格线圈的非同轴涡流传感器；验证不同规格线圈组合方式对检测信号的影响；验证非同轴结构涡流探头的激励和接收线圈相对距离对检测信号的影响；验证非同轴涡流探头与缺陷相对摆放位置对检测信号的影响；验证本发明探头的灵敏度；进行动作杆腐蚀缺陷的脉冲涡流检测实验，实现不同腐蚀程度下动作杆直径变化的无损检测，该非同轴涡流探头在动作杆检测中受提离变化影响小，具有更好的稳定性，通过所设计探头的线圈排列组合，和最佳检测位置的选取，可实现试件腐蚀变化的高灵敏度检测，可以为动作杆表面腐蚀缺陷的有效检测提供参考。

技术领域

本发明涉及无损检测领域，特别涉及一种用于动作杆腐蚀缺陷的脉冲涡流检测探头设计。

背景技术

转辙机是铁路系统中一种重要设备，其主要作用是拖动尖轨改变道岔的通路方向，长期使用过程受环境影响容易产生腐蚀缺陷，主要表现为动作杆的直径变化，目前我国对转辙机的检测方式依然依靠目视检测，虽然目视检测结果良好，但无法确定动作杆直径变化信息，因此，为确保铁路运行安全，有必要对动作杆腐蚀导致的直径变化进行量化检测；目前，脉冲涡流检测技术在在金属材料的检测评估中有着非常重要的作用，尤其适用于表面缺陷检测，然而，动作杆为棒状，现有涡流检测及技术主要对象集中于形状规整的板状结构，因此，本发明研究了一种用于动作杆腐蚀缺陷的脉冲涡流检测探头设计。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：

一种用于动作杆腐蚀缺陷的脉冲涡流检测探头设计，步骤包括：

S1：结合转辙机动作杆的几何结构和脉冲涡流检测原理，设计了两种规格线圈的非同轴涡流传感器；

S2：分析非同轴涡流探头中不同规格线圈组合方式对检测信号的影响，得到涡流探头的最佳组合方式；

S3：分析非同轴结构涡流探头的激励和接收线圈相对距离对检测信号的影响，确定探头最优组合间隔；

S4：实验对比不同提离变化下，传统同轴结构探头与非同轴结构探头的检测信号影响，验证本发明探头的灵敏度；

S5：验证非同轴涡流探头与缺陷相对摆放位置对检测信号的影响，选择最佳检测位置；

S6：进行动作杆腐蚀缺陷的涡流检测实验，通过涡流差分信号衰减斜率的信号处理方式，实现不同腐蚀程度下动作杆直径变化的无损检测。

进一步的，所述步骤S1具体为：

基于结合转辙机动作杆的几何结构和脉冲涡流检测原理，设计了大规格和小规格的两种线圈规格的传感器，可分别作为激励线圈或接收线圈进行不同组合，搭配组成一发一收式的非同轴涡流传感器。参数如表1所示，其中骨架由尼龙材料通过3D打印制成。

进一步的，所述步骤S2具体为：

两组大规格线圈和两组小规格线圈进行两两组合，分别使其作为激励线圈和接收线圈，分别为：大规格线圈作激励、小规格线圈作接收和小规格线圈作激励、大规格线圈作接收的组合方式。采用不同直径大小的棒状动作杆对应不同的腐蚀减薄。以直径d1＝12mm和d2＝8mm的动作杆试件模拟腐蚀程度不同的转辙机动作杆，对比不同组合下的非同轴涡流传感器对被测件厚度减薄变化的检测效果，得到最优组合方式。

进一步的，所述步骤S3具体为：

对比线圈不同间距下检测信号和差分信号的变化趋势。差分信号的幅值＝动作杆d1的检测幅值-动作杆d2的检测幅值。设置线圈间隔D分别为19.2mm，20.2mm，21.2mm，22.2mm，23.2mm，从而确定探头最优组合间隔。

进一步的，所述步骤S4具体为：