放置式远场涡流传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种放置式远场涡流传感器，包括外壳、第一垫板、激励线圈、屏蔽层、检测线圈、第二垫板；外壳底端中心位置开设有与铆钉形状相配合的圆柱体的凹槽开口部位；第一垫板、激励线圈、屏蔽层、检测线圈、第二垫板均为圆筒状结构、且由外往内依次套设呈无间隙排布形成探头，探头竖直镶嵌于外壳体内且与凹槽开口部位为同轴心设置，激励线圈和检测线圈分别通过内导线与检测电路连接。通过将放置式传感器应用到远场涡流的检测中，屏蔽层的应用使得传感器具有较高激励效率、较高接收灵敏度有效克服现有技术信噪比不高的缺点，同时具备结构紧凑，便于操作的特点特别适合铆接结构件间隙的在线检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种轨道车辆铆接结构件间隙检测用放置式远场涡流传感器，利用远场涡流检测技术实现轨道车辆铆接件的质量评估，属于电磁无损测量

技术介绍
铆接技术由于工艺简单合理、工作效率高和节能污染少等优点，广泛应用于轨道车辆的底架、侧墙、车顶和端墙等部件及车体组装中。轨道车辆的铆接结构件在铆接时，由于铆接板间可能主动添加或被动存在一些胶或其它填充物导致间隙，或者铆钉与铆钉孔之间的间隙过大，使得铆接后初期由于挤压较为严密和铆接应力存在，从而表现出铆接质量较好，然而车辆运行一定时间，其填充物存在软化、磨损消耗等情况，铆接配合发生变化，导致铆接结构件的铆钉发生松动，从而存在一定的安全隐患。铆接初期，铆接板间隙、铆钉与铆钉孔间隙等铆接内部质量问题凭借目视检测或手动卡规测量方式难以发现，而对于常规无损检测方法来说，超声检测方法需要耦合剂，并且铆钉与铆钉孔的间隙反射面太小，无法检出。射线检测方法需要防护，不利于现场检测。常规涡流检测方法不需要任何耦合剂，检测灵敏度高、速度快，易于实现自动化，检测结果可靠，但受到趋肤效应影响，涡流不能渗透整个板厚。
技术实现思路
目的:为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种放置式远场涡流传感器，采用放置式探头实施探测，涡流可以渗透到铆接板另一侧，具有操作简单、效率高，并且适用于铝、合金钢等各种金属材料的铆接结构件。技术方案:为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为: 一种放置式远场涡流传感器，其特征在于:包括外壳、第一垫板、激励线圈、屏蔽层、检测线圈、第二垫板；所述外壳为圆柱体结构，外壳底端中心位置开设有与铆钉形状相配合的圆柱体的凹槽开口部位；所述第一垫板、激励线圈、屏蔽层、检测线圈、第二垫板均为圆筒状结构、且由外往内依次套设呈无间隙排布形成探头，探头竖直镶嵌于外壳体内且与凹槽开口部位为同轴心设置，所述屏蔽层的外壁与激励线圈的内壁相贴合，屏蔽层的内壁与检测线圈的外壁相贴合；所述屏蔽层包括相互贴合套设的铝片、硅钢片和铜片；铝片、硅钢片、铜片层数的比例为1:2:1 ;激励线圈和检测线圈分别通过内导线与检测电路连接。所述的放置式远场涡流传感器，其特征在于:所述激励线圈与外壳之间套设有第一垫板；所述检测线圈与外壳之间套设有第二垫板；第一垫板、激励线圈、屏蔽层、检测线圈、第二垫板为同轴等高且上下齐平设置，高度为外壳底端开口部位高度的两倍以上。所述的放置式远场涡流传感器，其特征在于:所述探头的顶端从下往上依次盖设有圆盘形的箱体和上盖板，所述箱体和上盖板通过紧固螺钉与第一垫板和第二垫板固定连接；所述箱体和上盖板上开设有用于内导线穿过的走线孔。所述第一垫板、激励线圈、屏蔽层、检测线圈、第二垫板的底部设置有胶片，探头的底端通过胶片粘接固定在外壳中。所述的放置式远场涡流传感器，其特征在于:所述激励线圈和检测线圈分别通过内导线与接线柱相连接；接线柱通过外导线分别与激励插头和接收插头相连接。所述的放置式远场涡流传感器，其特征在于:还包括把手，所述把手与外壳相连接，外壳和把手内均内置有用于内导线穿过的圆柱形走线槽。所述的放置式远场涡流传感器，其特征在于:所述外壳、把手、箱体、上盖板、第一垫板、第二垫板均为绝缘材质。作为优选方案，所述的放置式远场涡流传感器，其特征在于:所述激励线圈和检测线圈均为螺线管线管圈。本专利技术还提供一种远场涡流传感器检测系统，包括上述的放置式远场涡流传感器，还包括控制器、激励源、前置放大器、滤波电路和后置放大器；所述激励源和后置放大器均与控制器连接，激励源通过前置放大器与激励线圈连接；检测线圈通过滤波电路、后置放大器和控制器连接。本专利技术还提供采用上述的远场涡流传感器检测系统对轨道车辆铆接结构件间隙检测的方法，包括以下步骤: (1)轨道车辆铆接结构件中，铆钉将上层板和下层板铆接在一起，测试试样上的铆钉与铆钉孔之间存在间隙，标准试样铆钉与铆钉孔之间无间隙；先将传感器置于标准试样上进行检测记录检测信号的幅值A1和相位Θ 1； (2)将传感器移动至需检测的测试试样上进行检测记录检测信号的幅值A2和相位Θ2； (3)标准试样和测试试样两个检测信号的差值即为间隙信号，间隙信号的幅值ΛΑ=A1-A2，间隙信号的相位Λ Q = 隙信号的幅值ΛA和相位Λ Θ越大，表明该间隙越大。有益效果:本专利技术提供的放置式远场涡流传感器，将放置式传感器应用到远场涡流的检测中，改变了传统的远场涡流检测中一直使用的穿过式传感器，屏蔽层的应用打断了检测线圈与激励线圈的直接耦合路径，使得涡流只能穿透到铆接结构件到达检测线圈，增强了涡流强度，使得传感器具有较高激励效率、较高接收灵敏度有效克服现有技术信噪比不高的缺点，同时具备结构紧凑，体积小，携带方便，便于操作的特点特别适合铆接结构件间隙的在线检测以及野外作业。【附图说明】图1和图2为本专利技术的结构示意图； 图3为使用本专利技术检测铆钉间隙得到的仿真信号波形图； 图中:第一垫板1、激励线圈2、屏蔽层3、检测线圈4、第二垫板5、外壳6、紧固螺钉7、上盖板8、箱体9、内导线10、把手11、接线柱12、接线柱连接座13、激励插头14、接收插头15、前置放大器16、激励源17、控制器18、滤波电路19、后置放大器20、间隙21、铆钉22、上层板23、下层板24、开口部位25、胶片26、走线孔27、圆柱形走线槽28、外导线29。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1和图2所示，一种用于轨道车辆铆接结构件间隙检测用放置式远场涡流传感器，包括外壳6和探头，所述外壳6整体呈下端心部开口上端封闭的筒体，下端开口部位25与筒体同轴设置在底部；第一垫板1、激励线圈2、屏蔽层3、检测线圈4、第二垫板5均为圆筒状结构、且由外往内依次套设呈无间隙排布形成探头，探头竖直镶嵌于外壳6体内且与开口部位25为同轴心设置；开口部位25外围套置探头；包括激励线圈2和检测线圈4，两线圈呈套筒形均为螺线管线管圈。激励线圈2和检测线圈4中间套置有套筒形屏蔽层3，屏蔽层内壁与激励线圈2相抵且屏蔽层外壁与检测线圈4相抵，激励线圈2、检测线圈4和屏蔽层3三者呈无间隙排布，屏蔽层3由铝片、硅钢片、铜片三种贴合构成，三者的层数比例为1:2:1，屏蔽层3具有很好的电磁屏蔽效果能屏蔽激励线圈2所产生的交变磁场及其感生的涡流，这样就打断了检测线圈4与激励线圈2的直接耦合路径使得涡流只能穿透到铆接结构件到达检测线圈，保证了检测信号的灵敏度。激励线圈2和外壳6之间设置有套筒形第一垫板1，第一垫板I里外两侧分别与外壳6和激励线圈2相抵。检测线圈4和外壳6之间设置有套筒形第二垫板5，第二垫板5里外两侧分别与检测线圈4和外壳6相抵。激励线圈2、检测线圈4、屏蔽层3、第一垫板1、第二垫板5底部设置有胶片26，通过胶片胶接固连的方式将激励线圈2、检测线圈4、屏蔽层3、第一垫板1、第二垫板5固定在外壳6上，并且同轴等高设置，高度为外壳开口部位25高度的两倍以上，开口部位用于容纳铆钉。第一垫板I和第二垫板5上侧设置有箱体9和上盖板8，所述箱体9和上盖板8通过紧固螺钉7固定在第一垫板I和第二垫板5用于保护整个探头。[0当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放置式远场涡流传感器，其特征在于：包括外壳、第一垫板、激励线圈、屏蔽层、检测线圈、第二垫板；所述外壳为圆柱体结构，外壳底端中心位置开设有与铆钉形状相配合的圆柱体的凹槽开口部位；所述第一垫板、激励线圈、屏蔽层、检测线圈、第二垫板均为圆筒状结构、且由外往内依次套设呈无间隙排布形成探头，探头竖直镶嵌于外壳体内且与凹槽开口部位为同轴心设置，所述屏蔽层的外壁与激励线圈的内壁相贴合，屏蔽层的内壁与检测线圈的外壁相贴合；所述屏蔽层包括相互贴合套设的铝片、硅钢片和铜片；铝片、硅钢片、铜片层数的比例为1:2:1；激励线圈和检测线圈分别通过内导线与检测电路连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟鹤，李春广，薛海峰，朱伟，梁连杰，魏文静，左涵彧，
申请(专利权)人：南京南车浦镇城轨车辆有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32