一种四探头形式的金属部件热电势检测系统技术方案

本发明专利技术涉及金属部件无损检测技术领域，特别是涉及一种四探头形式的金属部件热电势检测系统。包括热电势测量单元、电源装置和金属部件固定装置；所述金属部件固定装置固定在待测金属部件上；所述电源装置输入端为外部电源，所述电源装置输出端与热电势测量单元连接。有益技术效果：通过采用四个探头同时在金属部件表面进行热电势测量，这种技术对金属部件表面条件不敏感，减小了冷端探头与金属部件表面的接触热阻，且通过调节两个热端探头的温度差，使得两个冷端探头之间温度梯度的控制更精确，提高了金属部件热电势的测量精度。提高了金属部件热电势的测量精度。提高了金属部件热电势的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种四探头形式的金属部件热电势检测系统


[0001]本专利技术涉及金属部件无损检测
，特别是涉及一种四探头形式的金属部件热电势检测系统。

技术介绍

[0002]铸造奥氏体不锈钢和铸造双相不锈钢的强度和韧性高，耐腐蚀和焊接性能好，在压水型核电站(PWR)中广泛用作一次侧冷却剂主管道和主泵外壳等部件材料。铸造奥氏体不锈钢和铸造双相不锈钢由于长时间在290℃～325℃温度下服役，韧性会下降，因此，在采用上述铸造不锈钢材料制造的设备在维护管理中最好通过非破坏性或无损的方法对金属部件进行检测，评价热时效引起的金属部件材料劣化程度。
[0003]目前，热电势检测被发现是检测铸造不锈钢因热时效引起材料性质变化的最有效的无损检测方法。因此，采用热电势法测量热时效铸造不锈钢的热电势，研究伴随热时效的硬度、拉伸强度、冲击能等力学特性值的变化与热电势变化的关系。当金属部件的两端存在温度差ΔT时，由于Seebeck效应同时会在两端产生一个电势差ΔV，两者的比值(ΔV/ΔT)称为热电势。
[0004]目前法国、日本和国内相关机构开发了采用两探头(两点法)或三探头(三点法)形式的金属部件热电势检测装置，采用两个探头在金属部件表面进行测量时，其中的热端探头即作为加热源，又做为电压和温度测量的电极，热端探头向金属部件的热传递会引起接触热阻，引入了测量误差；采用三个探头在金属部件表面进行测量时，其中的热端探头一般单独做为加热源，不参与计算热电势时电压和温度的测量过程，但是对另外两个探头温度梯度的控制要求较高。
专利技术内容
[0005]本专利技术的目的是提供一种四探头形式的金属部件热电势检测系统，它能够减少探头热接触电阻的影响，同时便于控制探头之间温度梯度的金属部件热电势检测系统，以及探头(四点法形式)金属部件热电势检测系统，从两个电压和温度的测量电极旁边引入了两个加热探头分别单独提供热源，该系统对金属部件表面条件不敏感，且两个测量探头之间温度梯度的控制更精确。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种四探头形式的金属部件热电势检测系统，包括热电势测量单元、电源装置和金属部件固定装置；所述金属部件固定装置固定在待测金属部件上；所述电源装置输入端为外部电源，所述电源装置输出端与热电势测量单元连接。
[0007]进一步地，所述电源装置通过电源线和电源插座与外部电源连接。
[0008]进一步地，所述金属部件热电势检测装置，还包括终端设备；所述终端设备与电源装置连接。
[0009]进一步地，所述终端设备与电源装置通过终端设备电源线和网线连接；所述电源
装置通过终端设备电源线为终端设备提供电源，所述电源装置通过网线将信号采集和控制站的采集信号和控制信号输出到终端设备上。
[0010]进一步地，所述热电势测量单元包括热端探头测量单元，冷端探头测量单元，以及信号采集和控制站；所述信号采集和控制站分别与热端探头测量单元和冷端探头测量单元通讯连接，所述信号采集和控制站采集热端探头测量单元和冷端探头测量单元测量的数据并对热端探头测量单元和冷端探头测量单元进行控制；所述电源装置分别与热端探头测量单元、冷端探头测量单元和信号采集和控制站电缆连接，所述电源装置为热端探头测量单元、冷端探头测量单元和信号采集和控制站提供电源。
[0011]进一步地，所述电源装置分别与热端探头测量单元、冷端探头测量单元和信号采集和控制站通过电缆连接；所述电源装置通过电缆将外部电源连接到热端探头测量单元、冷端探头测量单元和信号采集和控制站，为热端探头测量单元、冷端探头测量单元和信号采集和控制站提供电源。
[0012]进一步地，所述热端探头测量单元包括第一热端探头测量单元和第二热端探头测量单元，两个热端探头测量单元均在测量单元箱体内部固定和安装。
[0013]进一步地，所述第一热端探头测量单元包括第一热端探头、X轴移动装置、第一Z轴移动装置和第一加热单元；所述Z轴移动装置和第一加热单元在测量单元箱体内，所述第一加热单元上端与Z轴移动装置连接，所述第一加热单元下端与第一热端探头上端连接，所述第一热端探头下端露出测量单元箱体；所述测量单元箱体上部连接X轴移动装置。
[0014]进一步地，所述X轴移动装置包括X轴丝杆、X轴电动滑台和X轴直流电机，所述测量单元箱体上部依次连接X轴丝杠、X轴电动滑台和X轴直流电机；所述X轴电动滑台和X轴直流电机在单元箱体内，所述X轴丝杆右端与X轴电动滑台连接，所述X轴丝杆左端与第一Z轴电动滑台连接；所述信号采集和控制站与X轴直流电机通讯连接，所述信号采集和控制站对X轴直流电机进行控制；所述电源装置与X轴直流电机通过电缆连接；所述电源装置通过电缆将外部电源连接到X轴直流电机，为X轴直流电机提供电源。
[0015]进一步地，所述第一Z轴移动装置包括第一Z轴丝杆、第一压力传感器、第一Z轴电动滑台和第一Z轴直流电机，所述第一加热单元上端依次连接第一Z轴丝杠、第一压力传感器、第一Z轴电动滑台和第一Z轴直流电机；所述信号采集和控制站分别与第一Z轴直流电机、第一压力传感器和第一加热单元通讯连接，所述信号采集和控制站采集第一压力传感器测量的压力，并对第一Z轴直流电机、第一压力传感器和第一加热单元进行控制；所述电源装置分别与第一加热单元和第一Z轴直流电机通过电缆连接；所述电源装置通过电缆将外部电源连接到第一加热单元和第一Z轴直流电机，为第一加热单元和第一Z轴直流电机提供电源。
[0016]进一步地，所述第一热端探头包括柱体、铜探头和铂探针，所述柱体上端与第一加热单元下端连接，所述柱体下端露出测量单元箱体；所述铜探头嵌入在柱体下端内部，所述铂探针嵌入在铜探头内部，用于金属部件温度测量；所述信号采集和控制站分别与第一热端探头的铜探头和铂探针通讯连接，所述信号采集和控制站采集热第一端探头的铂探针测量的温度。
[0017]进一步地，所述第二热端探头测量单元包括第二热端探头、第二Z轴移动装置和第二加热单元；所述第二Z轴移动装置和第二加热单元在测量单元箱体内，所述第二加热单元
上端与第二Z轴移动装置连接，所述第二加热单元下端与第二热端探头上端连接，所述第二热端探头下端露出测量单元箱体。
[0018]进一步地，所述第二Z轴移动装置包括第二Z轴丝杆、第二压力传感器、第二Z轴电动滑台和第二Z轴直流电机，所述第二加热单元上端依次连接第二Z轴丝杠、第二压力传感器、第二Z轴电动滑台和第二Z轴直流电机；所述信号采集和控制站分别与第二Z轴直流电机、第二压力传感器和第二加热单元通讯连接，所述信号采集和控制站采集第二压力传感器测量的压力，并对第二Z轴直流电机、第二压力传感器和第二加热单元进行控制；所述电源装置分别与第二加热单元和第二Z轴直流电机通过电缆连接；所述电源装置通过电缆将外部电源连接到第二加热单元和第二Z轴直流电机，为第二加热单元和第二Z轴直流电机提供电源。
[0019]进一步地，所述冷端探头测量单元包括第一冷端探头测量单元和第二冷端测量单元单元；所述第一冷端探头测量单元包括第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四探头形式的金属部件热电势检测系统，其特征在于：包括热电势测量单元(27)、电源装置(32)和金属部件固定装置；所述金属部件固定装置固定在待测金属部件(35)上；所述电源装置(32)输入端为外部电源，所述电源装置(32)输出端与热电势测量单元(27)连接。2.如权利要求1所述的一种四探头形式的金属部件热电势检测系统，其特征在于：所述电源装置(32)通过电源线(34)和电源插座(35)与外部电源连接。3.如权利要求1所述的一种四探头形式的金属部件热电势检测系统，其特征在于：所述金属部件热电势检测装置，还包括终端设备(29)；所述终端设备(29)与电源装置(32)连接。4.如权利要求3所述的一种四探头形式的金属部件热电势检测系统，其特征在于：所述终端设备(29)与电源装置(32)通过终端设备电源线(30)和网线(31)连接；所述电源装置(32)通过终端设备电源线(30)为终端设备(29)提供电源，所述电源装置(32)通过网线(31)将信号采集和控制站(26)的采集信号和控制信号输出到终端设备(29)上。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的一种四探头形式的金属部件热电势检测系统，其特征在于：所述热电势测量单元(27)包括热端探头测量单元，冷端探头测量单元，以及信号采集和控制站(26)；所述信号采集和控制站(26)分别与热端探头测量单元和冷端探头测量单元通讯连接，所述信号采集和控制站(26)采集热端探头测量单元和冷端探头测量单元测量的数据并对热端探头测量单元和冷端探头测量单元进行控制；所述电源装置(32)分别与热端探头测量单元、冷端探头测量单元和信号采集和控制站(26)电缆连接，所述电源装置(32)为热端探头测量单元、冷端探头测量单元和信号采集和控制站(28)提供电源。6.如权利要求5所述的一种四探头形式的金属部件热电势检测系统，其特征在于：所述电源装置(32)分别与热端探头测量单元、冷端探头测量单元和信号采集和控制站(26)通过电缆(28)连接；所述电源装置(32)通过电缆(28)将外部电源连接到热端探头测量单元、冷端探头测量单元和信号采集和控制站(26)，为热端探头测量单元、冷端探头测量单元和信号采集和控制站(26)提供电源。7.如权利要求5所述的一种四探头形式的金属部件热电势检测系统，其特征在于：所述热端探头测量单元包括第一热端探头测量单元和第二热端探头测量单元，两个热端探头测量单元均在测量单元箱体(15)内部固定和安装。8.如权利要求7所述的一种四探头形式的金属部件热电势检测系统，其特征在于：所述第一热端探头测量单元包括第一热端探头(1)、X轴移动装置、第一Z轴移动装置和第一加热单元(10)；所述Z轴移动装置和第一加热单元(10)在测量单元箱体(15)内，所述第一加热单元(10)上端与Z轴移动装置连接，所述第一加热单元(10)下端与第一热端探头(1)上端连接，所述第一热端探头(1)下端露出测量单元箱体(15)；所述测量单元箱体(15)上部连接X轴移动装置。9.如权利要求8所述的一种四探头形式的金属部件热电势检测系统，其特征在于：所述X轴移动装置包括X轴丝杆(17)、X轴电动滑台(18)和X轴直流电机(19)，所述测量单元箱体(15)上部依次连接X轴丝杠(17)、X轴电动滑台(18)和X轴直流电机(19)；所述X轴电动滑台(18)和X轴直流电机(19)在单元箱体(15)内，所述X轴丝杆(17)右端与X轴电动滑台(18)连接，所述X轴丝杆(17)左端与第一Z轴电动滑台(13)连接；所述信号采集和控制站(26)与X轴直流电机(19)通讯连接，所述信号采集和控制站(26)对X轴直流电机(19)进行控制；所述电
源装置(32)与X轴直流电机(19)通过电缆(28)连接；所述电源装置(32)通过电缆(28)将外部电源连接到X轴直流电机(19)，为X轴直流电机(19)提供电源。10.如权利要求8所述的一种四探头形式的金属部件热电势检测系统，其特征在于：所述第一Z轴移动装置包括第一Z轴丝杆(11)、第一压力传感器(12)、第一Z轴电动滑台(13)和第一Z轴直流电机(14)，所述第一加热单元(10)上端依次连接第一Z轴丝杠(11)、第一压力传感器(12)、第一Z轴电动滑台(13)和第一Z轴直流电机(14)；所述信号采集和控制站(26)分别与第一Z轴直流电机(14)、第一压力传感器(12)和第一加热单元(10)通讯连接，所述信号采集和控制站(26)采集第一压力传感器(12)测量的压力，并对第一Z轴直流电机(14)、第一压力传感器(12)和第一加热单元(10)进行控制；所述电源装置(32)分别与第一加热单元(10)和第一Z轴直流电机(14)通过电缆(28)连接；所述电源装置(32)通过电缆(28)将外部电源连接到第一加热单元(10)和第一Z轴直流电机(14)，为第一加热单元(10)和第一Z轴直流电机(14)提供电源。11.如权利要求8所述的一种四探头形式的金属部件热电势检测系统，其特征在于：所述第一热端探头(1)包括柱体、铜探头和铂探针，所述柱体上端与第一加热单元(10)下端连接，所述柱体下端露出测量单元箱体(15)；所述铜探头嵌入在柱体下端内部，所述铂探针嵌入在铜探头内部，用于金属部件(39)温度测量；所述信号采集和控制站(26)分别与第一热端探头(1)的铜探头和铂探针通讯连接，所述信号采集和控制站(26)采集热第一端探头(1)的铂探针测量的温度。12.如权利要求7所述的一种四探头形式的金属部件热电势检测系统，其特征在于：所述第二热端探头测量单元包括第二热端探头(4)、第二Z轴移动装置和第二加热单元(9)；所述第二Z轴移动装置和第二加热单元(9)在测量单元箱体(15)内，所述第二加热单元(9)上端...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖青山，陈银强，曾咏奎，肖调兵，桂春，
申请(专利权)人：中核武汉核电运行技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：