一種基于動(dòng)生渦電流的金屬管件電磁無(wú)損檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于動(dòng)生渦電流的金屬管件電磁無(wú)損檢測(cè)裝置，適用于金屬管件內(nèi)/外部缺陷的高速無(wú)損檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，金屬管件有多種無(wú)損檢測(cè)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)其缺陷的檢測(cè)，如磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、超聲檢測(cè)、渦流檢測(cè)、射線檢測(cè)、交流場(chǎng)檢測(cè)、交流電勢(shì)檢測(cè)、直流電勢(shì)檢測(cè)以及漏磁檢測(cè)等多種檢測(cè)方法。
[0003]然而，現(xiàn)有的金屬管件無(wú)損檢測(cè)方法中，磁粉檢測(cè)(MPT，1922年美國(guó)霍克)及滲透檢測(cè)(PT，1940美國(guó)Magnaf Iux公司)因磁吸附作用或毛細(xì)作用細(xì)顯原理而需人工手動(dòng)操作，導(dǎo)致其效率不高;超聲檢測(cè)(UT，1929年俄國(guó)Sokolov)存在著激勵(lì)與檢測(cè)頻率匹配而限制了掃描速度的問(wèn)題;渦流檢測(cè)(ECT，1935年德國(guó)霍斯特)由于趨附效應(yīng)而對(duì)管件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)失效;射線檢測(cè)(RT，1900法國(guó)海關(guān))具有輻射性，原則上盡可能減少使用;交流場(chǎng)檢測(cè)法(ACFM，1980英國(guó)石油公司)和交流電勢(shì)檢測(cè)法(ACPD，1980英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院)與渦流檢測(cè)法一樣，因趨附效應(yīng)而不能檢測(cè)內(nèi)部缺陷；直流電勢(shì)法(DCPD，1991Read和Pfuff)是一種基于缺陷處電壓變化原理的探針電回路接觸式檢測(cè)，因接觸式磨損而無(wú)法實(shí)現(xiàn)高速檢測(cè)，且對(duì)表面有絕緣附著物的檢測(cè)體失效;漏磁檢測(cè)法(MFL，1923美國(guó)Sperry)僅適用于導(dǎo)磁性管件的缺陷檢測(cè)，從而對(duì)有色金屬(非導(dǎo)磁性導(dǎo)電體如不銹鋼、銅、鋁及鈦合金等)以及高溫黑色金屬失效(過(guò)居里點(diǎn)而失去磁性)，并且在高速檢測(cè)時(shí)，由于磁化滯后效應(yīng)導(dǎo)致構(gòu)件的磁化不足，而無(wú)法產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的漏磁場(chǎng)。上述現(xiàn)有技術(shù)的金屬管件無(wú)損檢測(cè)方法，都無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬管件缺陷進(jìn)行高速檢測(cè)，不能滿足生產(chǎn)的需要。因此，生產(chǎn)實(shí)踐亟需提供一種可用于對(duì)金屬管件內(nèi)/外部缺陷全面進(jìn)行檢測(cè)的高速檢測(cè)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種基于動(dòng)生渦電流的金屬管件電磁無(wú)損檢測(cè)裝置，以實(shí)現(xiàn)金屬管件內(nèi)/外部缺陷的高速檢測(cè)要求。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明提供的基于動(dòng)生渦電流的金屬管件電磁無(wú)損檢測(cè)裝置，其構(gòu)成包括運(yùn)送待檢測(cè)金屬管件的運(yùn)送裝置、待檢測(cè)金屬管件從中穿過(guò)的直流磁化線圈、磁敏傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、采集卡和計(jì)算機(jī)，磁敏傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、采集卡和計(jì)算機(jī)依次連接，所述磁敏傳感器圍繞待檢測(cè)金屬管件周向于動(dòng)生渦電流集中的靠近區(qū)或/和離開區(qū)內(nèi)布置，檢測(cè)裝置運(yùn)行時(shí)，待檢測(cè)金屬管件由運(yùn)送裝置運(yùn)送穿過(guò)直流磁化線圈，磁敏傳感器拾取管件表面的電磁場(chǎng)變化，將電磁場(chǎng)變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路放大、濾波后，由采集卡進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，提供給計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理，得到管件的缺陷信息。
[0007]在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，所述磁敏傳感器優(yōu)先考慮分別設(shè)置在直流磁化線圈兩側(cè)動(dòng)生渦電流集中的靠近區(qū)和離開區(qū)內(nèi)，且沿待檢測(cè)金屬管件周向均勻陣列布置。進(jìn)一步地，所述陣列布置的磁敏傳感器可通過(guò)支架設(shè)置在直流磁化線圈上。
[0008]在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，所述磁敏傳感器的端面與待檢測(cè)金屬管件表面之間的距離一般大于2.0mm;最好控制在0.5mm?1.0mm范圍。
[0009]在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，所述運(yùn)送裝置，最好使其運(yùn)送的待檢測(cè)金屬管件與直流磁化線圈同軸地穿過(guò)直流磁化線圈。
[0010]在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，所述傳送裝置優(yōu)先采用“V”型輪運(yùn)送裝置，在直流磁化線圈的兩邊至少各布置一副“V”型輪機(jī)構(gòu)。
[0011]在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，所述運(yùn)送裝置運(yùn)送待檢測(cè)金屬管件的移動(dòng)速度最好不低于3米/分鐘。
[0012]在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，磁場(chǎng)強(qiáng)度可根據(jù)需要通過(guò)磁化線圈的通電電流幅值進(jìn)行調(diào)節(jié)。直流磁化線圈在磁敏傳感器布置區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的徑向磁場(chǎng)強(qiáng)度最好不得低于3000A/m。
[0013]本發(fā)明的發(fā)明人研究中發(fā)現(xiàn)，以直流磁化線圈作為磁場(chǎng)源，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)為具有徑向分量的分布磁場(chǎng)，當(dāng)待檢測(cè)管件與直流磁化線圈同軸地穿過(guò)直流磁化線圈，由于金屬管件材料內(nèi)部電子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)的徑向分量垂直，在洛倫茲力的作用下，在金屬管件內(nèi)部形成沿圓周方向均勻分布的渦電流閉合環(huán)路，當(dāng)管件中存在缺陷時(shí)，渦電流環(huán)路在缺陷處的傳導(dǎo)路徑將發(fā)生畸變，并在管件表面形成可探測(cè)的擾動(dòng)電磁場(chǎng)，可通過(guò)在金屬管件表面布置磁敏感傳感器陣列，拾取管件表面的電磁場(chǎng)變化信號(hào)，通過(guò)管件表面電磁場(chǎng)信號(hào)特征來(lái)獲得管件內(nèi)的缺陷信息。本發(fā)明正是基于發(fā)明人的上述發(fā)現(xiàn)提出了本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0014]本發(fā)明提供的基于動(dòng)生渦電流的金屬管件電磁無(wú)損檢測(cè)裝置，其中直流磁化線圈在空間形成具有徑向分量的磁場(chǎng)分布，金屬管件通過(guò)線圈時(shí)切割磁力線，從而在金屬管件靠近直流磁化線圈的靠近區(qū)和離開區(qū)分別形成動(dòng)生渦電流，金屬管件中如有缺陷存在，渦電流傳導(dǎo)路徑將發(fā)生畸變，并在管件表面形成可探測(cè)的擾動(dòng)電磁場(chǎng)。在靠近區(qū)和離開區(qū)的管件表面周向布置的傳感器陣列，拾取缺陷引起的動(dòng)生渦電流環(huán)路畸變形成的擾動(dòng)電磁場(chǎng)信號(hào)，最終根據(jù)擾動(dòng)電磁場(chǎng)信號(hào)特征獲得管件內(nèi)的缺陷信息。
[0015]本發(fā)明所提供的基于動(dòng)生渦電流的金屬管件電磁無(wú)損檢測(cè)裝置，以運(yùn)動(dòng)金屬管件切割磁力線在金屬管件體內(nèi)產(chǎn)生的動(dòng)生渦電流作為激勵(lì)，消除了高頻交變電磁場(chǎng)趨附效應(yīng)的影響，從而解決了高頻電磁檢測(cè)探測(cè)深度不夠的問(wèn)題，從而可實(shí)現(xiàn)探測(cè)金屬管件內(nèi)/外部缺陷。又由于管件運(yùn)行速度越快，管件體內(nèi)的動(dòng)生渦電流強(qiáng)度越大，進(jìn)而缺陷檢測(cè)靈敏度也越高，最終可實(shí)現(xiàn)金屬管件內(nèi)/外部缺陷的高速檢測(cè)要求。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1-1為本發(fā)明的金屬管件無(wú)損檢測(cè)裝置主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖1-2為本發(fā)明的金屬管件無(wú)損檢測(cè)裝置左視結(jié)構(gòu)示意圖
[0018]圖2為直流磁化線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布不意圖；
[0019]圖3為金屬管件內(nèi)動(dòng)生渦電流分布示意圖；
[0020]圖4為磁敏傳感器陣列布置示意圖；
[0021 ]圖5為金屬管件中無(wú)缺陷時(shí)的渦電流環(huán)路分布示意圖；
[0022]圖6為金屬管件中有缺陷時(shí)的渦電流環(huán)路分布示意圖。
[0023]上述附圖中的各圖示標(biāo)號(hào)表示對(duì)象分別為:1_待測(cè)金屬管件;2-直流磁化線圈；3-運(yùn)送裝置;4、4’_磁敏傳感器陣列；5-信號(hào)調(diào)理電路;6-采集卡;7-計(jì)算機(jī);8-支架;9、9’_渦電流閉合環(huán)路。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，并通過(guò)【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的基于動(dòng)生渦電流的金屬管件電磁無(wú)損檢測(cè)裝置作進(jìn)一步的說(shuō)明。需要特別指出的是，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】不限于實(shí)施例所描述的形式。