一种差分涡流谐振检测探头及系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种差分涡流谐振检测探头及系统，属于无损检测技术领域，包括耦合设置的激励线圈和接收线圈，通过在接收线圈并联第一谐振电容，激励线圈并联第二谐振电容，分别使激励回路和检测回路达到谐振状态，并增强了激励线圈与接收线圈的互感，增强了在检测到缺陷时的线圈电压，进而检测出被测试件的相关缺陷信息并提高缺陷检测能力。进一步地，通过在激励线圈和接收线圈并联谐振电容，改变了激励线圈和检测线圈的耦合关系，增加了线圈间互感，降低了最佳激励频率，增加了涡流的趋肤深度，提高了对深层缺陷的检测能力。提高了对深层缺陷的检测能力。提高了对深层缺陷的检测能力。

【技术实现步骤摘要】
一种差分涡流谐振检测探头及系统


[0001]本技术涉及无损检测
，尤其涉及一种差分涡流谐振检测探头及系统。

技术介绍

[0002]管道运输被认为是最安全经济传输方式之一。然而如同所有的工程设备都会存在安全问题，在管道的使用中，裂纹缺陷往往会随时间出现。过去数十年，全球因管道故障引发了大量安全事故，为避免这一问题，世界各国都投入了大量的人力财力对管道运行状态进行实时检测，以及时发现管道缺陷。当前，管道内检测方法广泛应用于管道完整性评价，成为保障油气管道安全运输的重要预控手段，对排除管道风险因素具有重大意义。管道内检测方法凭借较好的缺陷定性及定量分析能力，能有效评价管道运行状态，间接降低管道爆炸事故的发生率。
[0003]此外，现有管道无损检测手段如漏磁法、超声检测、交变电磁场、涡流检测等均存在不足之处：漏磁检测对于非铁磁性管道的检测效果不好，仪器重量比较大，检测效率较低；超声检测则需要耦合剂，检测速度极慢，检测时间长，有一定的近场盲区，易造成漏检；交变电磁场检测技术对提离效应的检测效果不好，并且磁轭在管道中不容易放置；现有涡流检测无法有效将缺陷信息从检测信号中分离出来，缺陷检测性能有待提升。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有涡流检测无法有效将缺陷信息从检测信号中分离出来，缺陷检测性能有待提升的问题，提供一种差分涡流谐振检测探头及系统。
[0005]本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种差分涡流谐振检测探头，其包括耦合设置的激励线圈和接收线圈，接收线圈并联有第一谐振电容。
[0006]在一示例中，所述接收线圈包括多层串联连接的接收子线圈。
[0007]在一示例中，所述接收子线圈为PCB矩形线圈。
[0008]在一示例中，所述激励线圈并联有第二谐振电容。
[0009]在一示例中，所述激励线圈为差分线圈。
[0010]在一示例中，所述激励线圈为PCB差分线圈。
[0011]在一示例中，所述激励线圈为PCB矩形差分线圈。
[0012]在一示例中，所述第一谐振电容和/或第二谐振电容为可调电容。
[0013]在一示例中，所述激励线圈与接收线圈同轴耦合设置。
[0014]需要进一步说明的是，上述各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。
[0015]本技术还包括一种差分涡流谐振检测系统，所述系统包括上述任一示例或多个示例组成形成的所述检测探头，还包括信号发生器和后端数据处理单元，信号发生器、检测探头和后端数据处理单元顺次连接。
[0016]与现有技术相比，本技术有益效果是：
[0017]1.在一示例中，通过在接收线圈并联第一谐振电容，使接收线圈与第一谐振电容达到谐振状态，增加了检测到缺陷时的信号电压，能够更好反映微小变化信息，以此将缺陷准确从检测信号中分离出来，提高了缺陷检测性能。
[0018]2.在一示例中，多层串联连接的接收子线圈，不仅能够提高检测灵敏度，同时降低最佳检测频率，还能有效降低对激励信号的要求。同时，采用多个接收子线圈创建的线圈阵列，能够减少检测时间。
[0019]3.在一示例中，接收子线圈为PCB矩形线圈，矩形线圈在平铺成线圈阵列时更容易拼接组合，对边缘效果的敏感性较低；PCB线圈具有体积小、对表面缺陷灵敏度高的特点，同时由于有效提离量小，因此对缺陷的敏感性高，在涡流检测领域具有广阔的应用前景；进一步地，PCB线圈易于直接制造，易于永久性地固定在检测机器人上；此外，PCB线圈具有足有的柔韧性，允许线圈与待检测管道表面保持一致，因此本申请检测探头在检测复杂表面几何形状方面也有十分广阔的应用前景。
[0020]4.在一示例中，通过在激励线圈并联第二谐振电容，使激励线圈与第二谐振电容达到谐振状态，增强了被测试件上产生的涡流强度，使缺陷扰动造成更大的次级磁场变化，增加了检测到缺陷时的信号电压，进一步提升了缺陷检测性能。更进一步地，通过在激励线圈和接收线圈并联电容，改变了激励线圈和检测线圈的耦合关系，增加了线圈间互感，降低了最佳激励频率，增加了涡流的趋肤深度，提高了对深层缺陷的检测能力。
[0021]5.在一示例中，激励线圈为差分线圈，能够在线圈中心区域形成均匀涡流，在检测到缺陷时中间涡流区域能够产生明显的涡流的改变，进而改变磁场，便于分辨出缺陷部分。
[0022]6.在一示例中，激励线圈为PCB线圈，利于将激励线圈、接收线圈集成一体，便于对被测试件进行无损检测。
[0023]7.在一示例中，矩形线圈相较于其他形状线圈更容易区别不同形状的缺陷。
[0024]8.在一示例中，谐振电容为可调电容，通过改变电容容值，便于使谐振电容与激励线圈或接收线圈达到谐振状态。
[0025]9.在一示例中，激励线圈与接收线圈同轴耦合设置，能够最大程度提高能量传输效率，进而提高检测探头灵敏度。
附图说明
[0026]下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
[0027]图1为本技术一示例中接收线圈结构示意图；
[0028]图2为本技术一示例中第一层接收子线圈结构示意图；
[0029]图3为本技术一示例中第二层接收子线圈结构示意图；
[0030]图4为本技术一示例中第三层接收子线圈结构示意图；
[0031]图5为本技术一示例中第四层接收子线圈结构示意图；
[0032]图6为本技术一示例中激励线圈结构示意图；
[0033]图7为本技术一示例中第一谐振电容示意图；
[0034]图8为本技术一示例中第二谐振电容示意图；
[0035]图9为本技术一示例中检测系统框图；
[0036]图10为本技术一示例中本技术检测探头引入谐振电容前后对铁磁性X80平板不同尺寸的缺陷的检测信号对比图；
[0037]图11为本技术另一示例中本技术检测探头引入谐振电容前后对铁磁性X80平板不同尺寸的缺陷的检测信号对比图。
具体实施方式
[0038]下面结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0039]在本技术的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种差分涡流谐振检测探头，其特征在于：其包括耦合设置的激励线圈和接收线圈，接收线圈并联有第一谐振电容；所述接收线圈包括多层串联连接的接收子线圈；所述激励线圈与接收线圈同轴耦合设置。2.根据权利要求1所述的一种差分涡流谐振检测探头，其特征在于：所述接收子线圈为PCB矩形线圈。3.根据权利要求1所述的一种差分涡流谐振检测探头，其特征在于：所述激励线圈并联有第二谐振电容。4.根据权利要求1所述的一种差分涡流谐振检测探头，其特征在于：所述激励线圈为差分线圈。5.根据权利要求1所述的一种差...

【专利技术属性】
技术研发人员：高斌，白宗璞，杨雨沛，谌梁，罗飞，张勇，姜世强，
申请(专利权)人：四川德源管道科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：