一种用于检测缠绕型纤维瓶缺陷的电磁传感器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于检测缠绕型纤维瓶缺陷的电磁传感器，包括底座、电路板、激励线圈、铁氧体棒和感应线圈，所述电路板的末端插在所述底座的通孔内，所述通孔的两侧对称的设置有两组激励线圈，所述激励线圈缠绕在底座上，所述电路板的末端设置有若干组与所述激励线圈正交的感应线圈，所述感应线圈缠绕在铁氧体棒上，并与所述电路板连接。本实用新型专利技术应用于对缠绕型纤维瓶纤维层及内部铝质内胆的缺陷检测，可精确识别存在于不同构造层的微小缺陷。陷。陷。

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测缠绕型纤维瓶缺陷的电磁传感器


[0001]本技术属于电磁传感器领域，特别涉及一种用于检测缠绕型纤维瓶缺陷的电磁传感器。

技术介绍

[0002]铝内胆纤维全缠绕复合材料气瓶正广泛应用于航空航天、压力容器、新能源汽车等高新
因为铝内胆和碳纤维缠绕层的材料力学性能的不同，在相同的应变状态下，即使铝内胆已经进入塑性状态发生屈服现象，碳纤维还处于弹性低应力状态。气瓶内处于高压的状态，微小缺陷都会导致严重的后果。但是，现有的检测设备体积较大，操作不便，且对于毫米级的微小缺陷，检测结果不准确，容易漏检。

技术实现思路

[0003]本技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种用于检测缠绕型纤维瓶缺陷的电磁传感器，应用于对缠绕型纤维瓶纤维层及内部铝质内胆的缺陷检测，可精确识别存在于不同构造层的微小缺陷。
[0004]本技术采用的技术方案是：一种用于检测缠绕型纤维瓶缺陷的电磁传感器，包括底座、电路板、激励线圈、铁氧体棒和感应线圈，所述电路板的末端插在所述底座的通孔内，所述通孔的两侧对称的设置有两组激励线圈，所述激励线圈缠绕在底座上，所述电路板的末端设置有若干组与所述激励线圈正交的感应线圈，所述感应线圈缠绕在铁氧体棒上，并与所述电路板连接。
[0005]作为优选，所述激励线圈和所述感应线圈之间的距离相同。
[0006]作为优选，所述底座的激励线圈缠绕面上设置有圆弧部，所述电路板的末端设置有对应的圆弧部。
[0007]作为优选，所述感应线圈和铁氧体棒的数量为八组，等间距排成一列。
[0008]作为优选，所述电路板的末端设置有用于放置铁氧体棒和感应线圈的凹部。
[0009]作为优选，所述底座上设置有供所述激励线圈缠绕的凹槽。
[0010]作为优选，两组所述激励线圈由一根金属线缠绕在底座上形成。
[0011]作为优选，所述激励线圈由直径为0.15mm的绝缘铜线缠绕底座20匝形成。
[0012]与现有技术相比，本技术所具有的有益效果是：本技术通过加入正交的大电流激励线圈，提高了传感器的空间分辨率，使其可精确识别存在于不同构造层的微小缺陷；激励线圈底座为U形，以保持感应线圈和激励线圈之间的距离相同。本技术检测效果好，可以检测出直径2mm、深度1mm的微小缺陷，无漏检。
附图说明
[0013]图1为本技术实施例的结构示意图；
[0014]图2为本技术实施例的侧视示意图；
[0015]图3为本技术实施例的电路板局部放大图；
[0016]图4为本技术实施例的缺陷气瓶示意图；
[0017]图5为本技术实施例的直径2mm、深度1mm缺陷检测结果；
[0018]图6为本技术实施例的直径2mm、深度2mm缺陷的感应线圈七的检测结果；
[0019]图7为本技术实施例的直径为2mm，深度为2mm缺陷检测结果的三维表面图；
[0020]图8为本技术实施例的直径为2mm，深度为2mm缺陷的感应线圈的电压百分比变化的等高线图。
[0021]图中1-底座，2-电路板，3-激励线圈，4-铁氧体棒，5-感应线圈。
具体实施方式
[0022]为使本领域技术人员更好的理解本技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本技术作详细说明。
[0023]实施例一
[0024]本技术的实施例提供了一种用于检测缠绕型纤维瓶缺陷的电磁传感器，如图1-3所示，其包括底座1、电路板2、激励线圈3、铁氧体棒4和感应线圈5，所述电路板2的末端插在底座1的通孔内，通孔的两侧对称的设置有两组激励线圈3，激励线圈3缠绕在底座1上，两组激励线圈3由一根金属线缠绕在底座1上形成，所述底座1上设置有供所述激励线圈缠绕的凹槽，激励线圈3位于凹槽内。所述电路板2的末端设置有与所述激励线圈3正交的感应线圈5，所述感应线圈5缠绕在铁氧体棒4上，并与所述电路板2连接，所述电路板2的末端设置有用于放置铁氧体棒4和感应线圈5的凹部，所述感应线圈5和铁氧体棒4的数量为八组，等间距排成一列，所述底座1的激励线圈3缠绕面上设置有圆弧部，基座的外圆弧的半径为 95mm，内圆弧的半径为85mm。所述电路板2的末端设置有对应的圆弧部。
[0025]实施例二
[0026]缺陷气瓶结构上的缺陷是通过钻各种直径和深度的圆孔来制造的，如图4所示。因此可以研究传感器对缺陷的大小和深度的响应。共有10个直径2mm的孔，但深度不同。深度值分别为1mm，2mm，3mm，并增加到圆柱体的厚度(钻孔)。缺陷用于研究传感器对缺陷深度的敏感性。其他十个钻孔通孔的深度相同，但直径从2mm到20mm 不等。这些缺陷用于测试传感器对缺陷大小的敏感性。所有缺陷都以Dnm的格式具有不同的标记号，其中m和n分别以mm为单位表示缺陷的直径和深度。表1列出了与缺陷编号相对应的缺陷参数。
[0027]表1缺陷气瓶的缺陷参数
[0028][0029]试验时，本电磁传感器通过以太网电缆与电磁仪器连接。电磁仪器生成激励信号，并传输和解调由感应线圈感应到的接收数据。电磁仪器中的FPGA板用于生成交流电，该交流电流过传感器的激励线圈。感应线圈的电压响应从电磁仪器传输到电脑。实时接收到的数据可以在LabVIEW程序中观察，也可以保存并离线解调。该电磁仪器可以在5kHz至400kHz的频率下工作。应该仔细选择激励线圈的频率，以使感测线圈可以获得更可靠的数据。缺陷气瓶垂直放置，电磁传感器的内圆弧紧贴缺陷气瓶，沿缺陷气瓶表面的切线放置，并沿缺陷气瓶表面横向移动。
[0030]本电磁传感器检测出了所有缺陷，其中直径2mm、深度1mm的缺陷的检测结果如图5所示，其中(a)-(h)是八个感应线圈电压的实部，(i)-(p)八个感应线圈电压的是虚部(图中的纵坐标数值不同)。从图中可以看出，由于缺陷的出现而引起的所有感应线圈电压的变化。通过不同感应线圈的电压变化幅度可以判定缺陷的位置。
[0031]如图5(c)和(k)所示，电压的实部和虚部分别为1.4mV和13.3mV。当传感器移到缺陷上方时，电压的虚数部分的值在1.2mV和1.7mV之间变化，而电压的虚数部分在12.9和13.6之间变化。虚部电压的变化可能会与噪声混合在一起，但是电压的实部可用于检测裂纹的存在，因为电压实部的信号比虚部的信号更可靠。
[0032]实施例三
[0033]采用实施例二的方法继续检测缺陷气瓶的直径2mm、深度2mm的缺陷，感应线圈七的电压变化最为明显，如图6所示，(a)为电压实部、(b)为电压虚部。
[0034]为了观察圆柱体上裂纹的位置，在这种情况下，再次使用MATLAB中的表面函数来讨论传感器的性能。将新获取的电压数据与环境电压进行比较(百分比差被定义为所接收的电压数据与环境电压数据之间的差的绝对值与环境数据的值的百分比之比)。从图7可以看出，(a)为电压实部、(b)为电压虚部，传感器在圆柱体的光滑表面上移本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测缠绕型纤维瓶缺陷的电磁传感器，其特征在于：包括底座、电路板、激励线圈、铁氧体棒和感应线圈，所述电路板的末端插在所述底座的通孔内，所述通孔的两侧对称的设置有两组激励线圈，所述激励线圈缠绕在底座上，所述电路板的末端设置有若干组与所述激励线圈正交的感应线圈，所述感应线圈缠绕在铁氧体棒上，并与所述电路板连接。2.如权利要求1所述的用于检测缠绕型纤维瓶缺陷的电磁传感器，其特征在于：所述激励线圈和所述感应线圈之间的距离相同。3.如权利要求1所述的用于检测缠绕型纤维瓶缺陷的电磁传感器，其特征在于：所述底座的激励线圈缠绕面上设置有圆弧部，所述电路板的末端设置有对应的圆弧部。4.如权利要求1-3中任一所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹武良，张荣华，王忠强，
申请(专利权)人：爱科仪美科技苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：