一种焊缝缺陷检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种焊缝缺陷检测装置及其检测方法，所述检测装置包括激励单元、检测单元和屏蔽单元；所述激励单元包括磁轭结构和缠绕固定在所述磁轭结构外表面的激励线圈；所述检测单元包括导磁结构和缠绕固定在所述导磁结构外表面的检测线圈；所述检测线圈的轴线平行于所述磁轭结构的中心线，且所述检测线圈与所述磁轭结构串联正接形成差分；所述屏蔽单元能够屏蔽激励单元感生的直接耦合能量通道。本发明专利技术通过磁轭结构提高磁场强度和平面涡流场渗透深度，提高焊缝缺陷检测能力；同时采用检测线圈的轴线均平行于磁轭结构的中心线放置且串联差分的结构形式，有效抑制焊缝表面鱼鳞纹对检测信号的影响，提高焊缝缺陷检测能力。

【技术实现步骤摘要】
一种焊缝缺陷检测装置及其检测方法
本专利技术涉及一种焊缝缺陷检测装置及其检测方法，属于无损检测

技术介绍
合金焊接构件广泛应用于轨道交通运输业，由于轨道车辆服役环境恶劣，焊缝区易萌生疲劳裂纹，危害列车安全运行。常规涡流检测技术对表面或近表面缺陷具有良好检测效果，可采用“十”字形结构涡流传感器对焊缝表面缺陷实施检测，但由于趋肤效应影响导致磁场渗透深度有限，无法有效检出焊缝区的隐藏缺陷。常规远场涡流检测技术采用低频涡流激励，受趋肤效应和提离效应影响较小，可实现对近表面缺陷的检测，但受焊缝表面鱼鳞纹干扰较大，导致信噪比较低，易造成缺陷漏判误判。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提出了一种焊缝缺陷检测装置及其检测方法，能够不受焊缝表面的干扰，检测焊缝的隐藏缺陷。为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：第一方面，本专利技术提供了一种焊缝缺陷检测装置，包括激励单元、检测单元和屏蔽单元；所述激励单元包括磁轭结构和缠绕固定在所述磁轭结构外表面的激励线圈；所述检测单元包括导磁结构和缠绕固定在所述导磁结构外表面的检测线圈；所述检测线圈的轴线平行于所述磁轭结构的中心线，且所述检测线圈与所述磁轭结构串联正接形成差分；所述屏蔽单元能够屏蔽激励单元感生的直接耦合能量通道。结合第一方面，进一步地，所述屏蔽单元包括探头外壳屏蔽结构和槽型屏蔽结构，所述探头外壳屏蔽结构的一侧表面设有检测面，所述检测面开设有凹槽，所述槽型屏蔽结构固定在所述检测面的凹槽中。结合第一方面，进一步地，所述检测单元固定在所述槽型屏蔽结构的凹槽中；所述磁轭结构的端面设有支脚，所述检测面上还设有通孔，所述支脚插接于所述通孔内以实现磁轭结构与检测面的固连。结合第一方面，进一步地，所述检测面的长边两端设有提离支撑带，能够保证使用过程中所述检测面悬空于待测物。结合第一方面，进一步地，还包括控制单元，所述控制单元包括与所述激励线圈连接的信号激励模块，所述信号激励模块能够对激励线圈施加低频正弦信号，使所述激励线圈产生交变电磁场。结合第一方面，进一步地，所述控制单元还包括与所述检测线圈连接的信号处理模块，所述信号处理模块用于处理检测线圈拾取的感应电压信号。结合第一方面，进一步地，所述控制单元还包括与所述信号处理模块连接的显示模块，所述显示模块用于显示信号处理模块处理后得到的涡流阻抗图。结合第一方面，进一步地，所述低频正弦信号的幅值在10~20V范围内可调。第二方面，本专利技术提供了一种焊缝缺陷检测方法，所述方法包括如下步骤：采用焊缝缺陷检测装置的检测面沿待测物的焊缝匀速向前扫查，激励线圈产生交变电磁场，交变电磁场感生涡流场；利用屏蔽单元屏蔽激励单元感生的直接耦合能量通道，迫使激励线圈感生的涡流场向待测物内部渗透；通过检测单元拾取间接耦合能量通道的感应电压信号；对感应电压信号进行处理以获取焊缝缺陷检测结果。结合第二方面，进一步地，所述方法还包括：对感应电压信号进行处理以获取涡流抗阻图并输出显示。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术设置有磁轭结构，能够提高激励磁场的强度和平面涡流场的渗透深度，提高焊缝缺陷检测能力；本专利技术设置有检测线圈，检测线圈的轴线平行于磁轭结构的中心线，且所述检测线圈与所述磁轭结构串联正接形成差分，能够有效抑制焊缝表面鱼鳞纹对检测信号的影响，提高焊缝缺陷检测能力。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种焊缝缺陷检测装置的结构爆炸图；图2是本专利技术实施例提供的焊缝缺陷检测方法的示意图。图中：1、激励线圈；2、磁轭结构；3、检测线圈；4、导磁结构；5、槽型屏蔽结构；6、探头外壳屏蔽结构；7、信号激励模块；8、信号处理模块；9、显示模块。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。在本专利技术专利的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术专利的限制。在本专利技术专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例1：如图1所示，本专利技术实施例提供了一种焊缝缺陷检测装置，包括激励单元、检测单元和屏蔽单元。如图1所示，激励单元包括磁轭结构2和激励线圈1，激励单元用于产生交变磁场。磁轭结构2为U型结构，几何中心的截面为矩形，材质为铁氧体或硅钢，磁轭结构2本身不能产生磁场，其作用在于约束感应圈漏磁向外扩散，提高感应的效率。激励线圈1周向缠绕固定在磁轭结构2中心骨架的外表面，缠绕固定后为矩形结构，激励线圈1为铜漆包线。如图1所示，检测单元包括检测线圈3和导磁结构4，检测单元用于拾取感应电压信号。导磁结构4为H型结构，几何中心的截面为矩形，材质为铁氧体或硅钢。在本实施例中检测线圈3有两组，导磁结构4有两个，一组检测线圈3周向缠绕固定在一个导磁结构4中心骨架外表面，缠绕固定后为矩形结构，检测线圈3为铜漆包线。需要注意的是，检测线圈3的轴线平行于所述磁轭结构2的中心线，且所述检测线圈3与所述磁轭结构2串联正接形成差分。如图1所示，屏蔽单元为复合屏蔽结构，包括探头外壳屏蔽结构6和槽形屏蔽结构5，用于屏蔽激励单元感生的直接耦合能量通道。在本实施例中，探头外壳屏蔽结构6有一个，槽形屏蔽结构5有两组。探头外壳屏蔽结构6材质为铜，探头外壳屏蔽结构6用于固定激励单元、检测单元和两个槽形屏蔽结构5。探头外壳屏蔽结构6的一侧表面设有检测面，检测面上开设有两个矩形凹槽和两个矩形通孔。两个槽型屏蔽结构5固定在两个矩形凹槽中，具体地，矩形凹槽的内腔尺寸大于等于槽形屏蔽结构5外部最大尺寸，以使槽型屏蔽结构5能够固定在凹槽中。所述磁轭结构2两端面的支脚固定在两个矩形通孔中，将所述磁轭结构2固定在检测面上，具体地，两个矩形通孔的间距与尺寸根据磁轭结构2进行加工。槽形屏蔽结构5为矩形带凹槽的结构，其材质为铝合金。检测单元固定在所述槽型屏蔽结构5的凹槽中，具体地，槽形屏蔽结构5的尺寸需要根据检测单元的尺寸进行加工，检测单元外部最大尺寸小于等于两个槽形屏蔽结构5内腔尺寸。如图1所示，检测面的长边两端设有提离支撑带，能够保证使用过程中所述检测面悬空于待测物，能够避免焊缝表面鱼鳞纹凹凸不平或金属凸起影响检测，也能够防止检测面的磨损。如图2所示，一种焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊缝缺陷检测装置，其特征在于，包括激励单元、检测单元和屏蔽单元；所述激励单元包括磁轭结构（2）和缠绕固定在所述磁轭结构（2）外表面的激励线圈（1）；所述检测单元包括导磁结构（4）和缠绕固定在所述导磁结构（4）外表面的检测线圈（3）；所述检测线圈（3）的轴线平行于所述磁轭结构（2）的中心线，且所述检测线圈（3）与所述磁轭结构（2）串联正接形成差分；所述屏蔽单元能够屏蔽激励单元感生的直接耦合能量通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种焊缝缺陷检测装置，其特征在于，包括激励单元、检测单元和屏蔽单元；所述激励单元包括磁轭结构（2）和缠绕固定在所述磁轭结构（2）外表面的激励线圈（1）；所述检测单元包括导磁结构（4）和缠绕固定在所述导磁结构（4）外表面的检测线圈（3）；所述检测线圈（3）的轴线平行于所述磁轭结构（2）的中心线，且所述检测线圈（3）与所述磁轭结构（2）串联正接形成差分；所述屏蔽单元能够屏蔽激励单元感生的直接耦合能量通道。


2.根据权利要求1所述的焊缝缺陷检测装置，其特征在于，所述屏蔽单元包括探头外壳屏蔽结构（6）和槽型屏蔽结构（5），所述探头外壳屏蔽结构（6）的一侧表面设有检测面，所述检测面开设有凹槽，所述槽型屏蔽结构（5）固定在所述检测面的凹槽中。


3.根据权利要求2所述的焊缝缺陷检测装置，其特征在于，所述检测单元固定在所述槽型屏蔽结构（5）的凹槽中；所述磁轭结构（2）的端面设有支脚，所述检测面上还设有通孔，所述支脚插接于所述通孔内以实现磁轭结构（2）与检测面的固连。


4.根据权利要求2所述的焊缝缺陷检测装置，其特征在于，所述检测面的长边两端设有提离支撑带，能够保证使用过程中所述检测面悬空于待测物。


5.根据权利要求1所述的焊缝缺陷检测装置，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元包括与所述激励线圈（1）连接的信号激励...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴忠晨，范钦磊，丁亚萍，陈菲，孟鹤，
申请(专利权)人：南京中车浦镇城轨车辆有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32