一种用于无余高焊接接头焊缝位置定位的涡流检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于涡流测量领域。目的是提供一种用于无余高焊接接头焊缝位置定位的涡流检测装置，该装置能够快速测量出无余高焊接接头的焊缝位置，具有结构简单、使用方便的特点。技术方案是：一种用于无余高焊接接头焊缝位置定位的涡流检测装置，其特征在于：所述检测装置包含检测主机以及电连接检测主机的涡流检测探头；其特征在于，所述涡流检测装置还配置一交流电桥，所述交流电桥包括检测主机中的平衡线圈与涡流检测探头中的检测线圈；检测线圈用于检测焊缝位置，平衡线圈用于和检测线圈形成交流电桥以抑制温度漂移、环境噪声，增加检测动态范围。

【技术实现步骤摘要】
一种用于无余高焊接接头焊缝位置定位的涡流检测装置
本技术属于涡流测量领域，涉及一种用于无余高焊接接头焊缝位置定位的涡流检测装置，适用于各种金属材料无余高焊接接头焊缝位置的测量。
技术介绍
焊接接头往往是特种设备的薄弱部位，也是特种设备定期检验时重点关注和检验的部位。特种设备行业的各种检验规范都对焊接接头的检验方法、检验比例做了明确的规定和要求。实际检验时，常常发现有些焊接接头的位置难以准确定位。这些焊接接头的余高已经打磨去除，焊缝和母材难以根据表面形貌区分，如某些电站锅炉汽包的纵缝、环缝以及去除焊缝余高进行横向裂纹检测的焊接接头。无法准确定位这些需要检验的焊接接头，深深困扰了每一位在特种设备行业遇到过类似问题的检验人员。
技术实现思路
本技术的目的是克服上述
技术介绍
的不足，提供一种用于无余高焊接接头焊缝位置定位的涡流检测装置，该装置能够快速测量出无余高焊接接头的焊缝位置，具有结构简单、使用方便的特点。本技术提供的技术方案是：一种用于无余高焊接接头焊缝位置定位的涡流检测装置，所述检测装置包含检测主机以及电连接检测主机的涡流检测探头；其特征在于，所述涡流检测装置还配置一交流电桥，所述交流电桥包括检测主机中的平衡线圈与涡流检测探头中的检测线圈；检测线圈用于检测焊缝位置，平衡线圈用于和检测线圈形成交流电桥以抑制温度漂移、环境噪声，增加检测动态范围。所述交流电桥中，第一电阻、检测线圈串接为第一支路，平衡线圈、第二电阻串接为第二支路，两个支路并联接入检测信号电路输出端；第一电阻与检测线圈连接处，以及平衡线圈与第二电阻连接处分别引出一个抽头，作为涡流信号输出端接通前置放大器、相敏检波器、滤波器、数据采集卡以及计算机；所述平衡线圈为可调电感器。所述检测主机包括依次电连接的信号发生器、功率放大器、交流电桥、前置放大器、相敏检波、滤波、数据采集卡以及计算机。本技术的有益效果是：该装置能够快速地测量出无余高焊接接头的焊缝位置，具有结构简单、使用方便的特点，制作成本也低。附图说明图1是涡流检测装置工作状态示意图。图2是涡流探头的主视结构示意图。图3是涡流检测装置中交流电桥的结构示意图。图4是电导率、提离变化对归一化阻抗曲线影响示意图(500KHz)。图5是磁导率、提离变化对归一化阻抗曲线影响示意图(500KHz)。图6是涡流检测装置的基本工作原理示意图。图中：1、信号发生器；2、功率放大器；3、交流电桥；4、前置放大器；5、相敏检波器；6、滤波器；7、数据采集卡；8、计算机；9、涡流探头；10、工件；11、连接器；12、涡流探头主体；13、铁氧体；14、检测线圈。具体实施方式以下结合附图所示实例对本技术作进一步说明。常规的涡流检测装置(参见图6)的工作原理是：振荡器产生的交变电流流过置于导电体上的线圈，在线圈周围形成交变磁场，并在工件产生涡流，当检测线圈位置发生变化时，由于线圈所处位置下面存在缺陷、导体形状、尺寸或者材料电磁特性有所变化，都会引起涡流的大小发生改变并通过二次磁场作用于检测线圈，使线圈阻抗发生变化，通过并联于检测线圈的电压表可以显示这一变化。涡流检测主要用于检测工件中的缺陷，即显示缺陷对检测线圈阻抗变化的影响。由于焊接接头焊缝和母材的电磁性能的变化比较细微，焊缝和母材的电磁性能差异对检测线圈阻抗变化的影响往往比缺陷的影响小，为了显示这一变化，对检测装置提出了更高的要求在归一化阻抗曲线影响示意图中(纵坐标是归一化阻抗，横坐标是归一化电感。由于工件中产生的涡流对接收信号的检测线圈产生的阻抗有电阻分量和电感分量，归一化的意思是消除检测线圈的阻抗的影响，这样显示就是工件中缺陷、电导率、磁导率等参数引起的阻抗变化，和检测线圈就无关了)，电导率变化的方向与提离距离变化的方向是不同，两者之间具有较大的夹角(参见图4)；由图4可知：提离变化从提离距离为零(lift-off0mm)到提离距离为0.5mm(lift-off0.5mm)，再到提离距离为1.0mm(lift-off1.0mm)，三条曲线是从右上角移动至左下角的；而在提离变化恒定时，电导率的变化(电导率依序从1、2、4、10到20，单位MS/m)则从左上角移动至右下角，图4中三条曲线均如此；因此，电导率与提离变化的方向具有较大的夹角。同样，磁导率变化的方向与提离距离变化的方向，两者之间也有较大的夹角(参见图5)；在提离变化从提离距离为零(lift-off0mm)到提离距离为0.5mm(lift-off0.5mm)，再到提离距离为1.0mm(lift-off1.0mm)，三条曲线变化趋势是从右往左偏下方向变化；而提离变化恒定时，相对磁导率依序从1500、1000、800、400到200；基本是由上往下偏右方向变化。所以，只要确定提离距离变化的方向，其余偏离该方向的任何变化，均可认定是电导率和磁导率的改变。本技术据此作的改进，是增加信号检测的灵敏度，即在信号发生器与前置放大器之间增设一交流电桥，该交流电桥包括检测主机中的平衡线圈、涡流检测探头中的检测线圈与两个电阻；如图3所示，本专利技术所述交流电桥中，第一电阻R1、检测线圈串接为第一支路，平衡线圈、第二电阻R2串接为第二支路，两个支路并联接入检测信号电路输出端；第一电阻与检测线圈连接处引出一个抽头，平衡线圈与第二电阻连接处也引出一个抽头，两个抽头作为涡流信号输出端，再依次接通所述的前置放大器、相敏检波器、滤波器、数据采集卡以及计算机。显然，所述平衡线圈需采用可调电感器。由此构成的用于无余高焊接接头焊缝位置定位的涡流检测装置(如图1所示)包括检测主机以及电连接检测主机的涡流检测探头9；其中的检测主机包括依次电连接的信号发生器1、功率放大器2、交流电桥3、前置放大器4、相敏检波5、滤波器6、数据采集卡7，计算机8；检测主机中的各部件(除检测线圈外)均安装在检测主机机壳内(图中省略检测主机机壳)。信号源产生的正弦波信号(频率500KHz)，经过功率放大器后作为激励信号，输至激励涡流检测探头；涡流检测探头接收到的信号是激励信号和工件中涡流形成的涡流信号叠加后形成的电磁信号。接收到的信号通过交流电桥后输出，经前置放大器、相敏检波、滤波、数字化采集后，在计算机上显示。如图2所示，所描述的涡流检测探头包括安装在涡流探头主体12上的线缆连接器11、铁氧体13、检测线圈14；线缆连接器用于连接计算机，涡流探头主体用于保护和固定检测线圈。所描述的检测线圈和平衡线圈均采用漆包线绕制，检测线圈和平衡线圈均绕制在铁氧体上，优选线圈外径为5mm，内径为3mm，匝数为500，高度为1mm。本技术的基本原理是：焊缝和母材显微组织、化学成分的不同会导致焊缝和母材的电导率、磁导率发生变化。电导率、磁导率、提离均会导致工件中涡流场的分布发生变化。在阻抗图中，电导率、磁导率和提离改变产生的信号之间有较大夹角，可以通过相位的差异本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无余高焊接接头焊缝位置定位的涡流检测装置，所述检测装置包含检测主机以及电连接检测主机的涡流检测探头(9)；/n其特征在于，所述涡流检测装置还配置一交流电桥，所述交流电桥包括检测主机中的平衡线圈与涡流检测探头中的检测线圈。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于无余高焊接接头焊缝位置定位的涡流检测装置，所述检测装置包含检测主机以及电连接检测主机的涡流检测探头(9)；
其特征在于，所述涡流检测装置还配置一交流电桥，所述交流电桥包括检测主机中的平衡线圈与涡流检测探头中的检测线圈。


2.根据权利要求1所述的用于无余高焊接接头焊缝位置定位的涡流检测装置，其特征在于：所述交流电桥中，第一电阻(R1)、检测线圈串接为第一支路，平衡线圈、第二电阻(R2)串接为第...

【专利技术属性】
技术研发人员：金南辉，戈浩，牟彦春，杜斌，
申请(专利权)人：浙江省特种设备检验研究院，
类型：新型
国别省市：浙江;33