用于热成像系统的电磁铁技术方案

一种用于热成像系统的电磁铁，该电磁铁包括：第一细长磁芯，其与第二细长磁芯间隔开；至少第一短路棒，其基本上连接在该第一细长磁芯的第一端和该第二细长磁芯的第一端；以及至少第一激励线圈，其被配置为传导电流。其被配置为传导电流。其被配置为传导电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于热成像系统的电磁铁


[0001]本专利技术涉及电磁铁。更具体地，本专利技术涉及一种用于热成像系统的电磁铁。

技术介绍

[0002]脉冲涡流热成像(PECT)是一种用于检测金属中拦截暴露表面的缺陷的方法。利用交变磁场，产生表面电流，该表面电流被称为涡流。涡流在磁化表面上流动。如果涡流遇到表面缺陷(诸如裂纹)则涡流可能被转移。使用热成像相机可能能够通过电流生成的热量来监测电流的强度。由于电流中的变化而产生的热图案的变化可能是缺陷的指示。分析热图案可能有助于描述缺陷的特征。
[0003]用于生成热量的涡流通常通过由高功率高频发生器供电的电磁铁产生。在PECT中使用的通用参数通常是：频率(例如，在几千赫兹到几百千赫兹之间)、功率(例如，典型地一到两千瓦)和持续时间(例如，约几分之一秒)。
[0004]加热可以由正弦磁场产生。正弦磁场反过来产生感应电压和电流。为了最大化感应电压，有必要最大化通过样品的磁通量。通量可能受到样品相对于线圈的几何形状的限制。通常，线圈产生的磁通量中仅一小部分会拦截测试样品。一种已知的增强磁场耦合的方法是将样品放入线圈内部。将样品放在线圈内部可能会限制样品尺寸并且阻碍热相机对样品的拍摄。
[0005]穿过样品的磁通量相对于由线圈生成的总磁通量的比率被标记为k，k的范围是从0到1。低k值(例如，k值接近0)意味着仅小部分磁通量将通过样品，降低了样品中感应的功率。然而，高k值(例如，k值接近1)意味着相当大部分的磁通量将穿过样品。
[0006]小的k值也可能意味着磁场中的大部分能量是电抗性的。电抗磁场转化为90度异相的电压和电流。此类电抗部件将导致生成电路的大电流和内部欧姆损耗。为了最小化损耗并且最大化通过样品的磁通量，需要k值接近1。
[0007]一些PECT系统使用为感应炉设计的磁激励线圈，该磁激励线圈中磁通量由螺旋线圈生成。这些系统通常受到低耦合系数k、非均匀场和线圈阻碍热相机视野的限制。
[0008]通过使用单匝线圈或扁平线圈代替螺旋激励线圈实现了对耦合的一些改善。通过使用亥姆霍兹线圈(Helmholtz coil)获得了另外的改善。亥姆霍兹线圈由相隔相同的距离D的直径为D的两个同轴环形线圈构成。亥姆霍兹线圈可以在亥姆霍兹线圈的中心产生基本上均匀的磁场，同时保持视野不受阻碍。
[0009]亥姆霍兹线圈的局限性在于，仅相当小部分的线圈具有均匀的磁场，系数k很小，并且样品必须适合线圈的中心空间。因此，亥姆霍兹线圈可用于小样品或大的细长对象的有限部分，但排除大多数大对象。
[0010]通过使用具有U形的高导磁率磁芯，实现了对耦合的另外的改善。U形磁芯允许通过将磁芯延伸到期望的位置来将磁场集中在电磁铁外部。高磁导率材料通常用于生产比自由空间磁导率高几千倍的变压器。磁芯被设计成在高频和高磁饱和下具有低损耗。以前电磁铁的磁芯有三种形式：U形形式、两个竖直棒形式和框架形式。U形电磁铁产生较大的均匀
电流，但会部分遮挡热相机的视野。两个竖直棒的电磁铁使被测对象的视野不受阻碍，但产生的磁场减少了一半。另外，两个竖直棒的电磁铁在相机位置产生大的交变磁场。相机位置的交变磁场会产生电磁干扰，可能会影响相机。框架电磁铁由缠绕在框架的相对侧上的两个相对的螺线管制成。框架电磁铁不阻碍视线，但两个线圈的缠绕限制了磁芯和样品之间的最小距离。由于线圈缠绕在框架电磁铁上的方式，k值被降低，并且产生的电流分布不均匀。
[0011]可能期望生产用于热成像系统的具有高k值的、产生均匀的磁场的、并且不阻碍热相机的视野的电磁铁。

技术实现思路

[0012]因此，根据本专利技术的实施方式，提供了一种用于热成像系统的电磁铁，该电磁铁包括：第一细长磁芯，与第二细长磁芯间隔开；至少第一短路棒，基本上连接在第一细长磁芯的第一端和第二细长磁芯的第一端；以及至少第一激励线圈，被配置为传导电流。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，第一短路棒连接第一细长磁芯的近侧表面和第二细长磁芯的近侧表面。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，第一细长磁芯基本上与第二细长磁芯平行。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，第一激励线圈围绕第一短路棒缠绕。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，第一细长磁芯具有基本上平坦的远侧表面，并且第二细长磁芯具有基本上平坦的远侧表面。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，电磁铁包括第二短路棒，该第二短路棒基本上连接在第一细长磁芯的第二端和第二细长磁芯的第二端。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，第二短路棒连接第一细长磁芯的近侧表面和第二细长磁芯的近侧表面。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，第二激励线圈围绕第二短路棒缠绕。
[0020]根据本专利技术的一些实施方式，第一激励线圈的环路方向与第二激励线圈的环路方向相反。
[0021]根据本专利技术的一些实施方式，第一激励线圈沿着与第一细长磁芯的远侧表面基本上垂直的轴线围绕第一细长磁芯缠绕。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，第一激励线圈沿着与第二细长磁芯的远侧表面基本上垂直的轴线围绕第二细长磁芯缠绕。
[0023]根据本专利技术的一些实施方式，第一激励线圈围绕第一细长磁芯的环路方向与第一激励线圈围绕第二细长磁芯的环路方向相反。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，第一激励线圈的穿过第一细长磁芯和第二细长磁芯之间的部分基本上平行于第一短路棒。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，第一短路棒连接第一细长磁芯的第一侧向表面和第二细长磁芯的第一侧向表面。
[0026]因此，根据本专利技术的实施方式，提供了一种热成像系统，该系统包括：热成像相机；频率发生器；以及电磁铁，该电磁铁包括细长的第一磁芯和细长的第二磁芯、至少第一短路棒以及连接到频率发生器的至少第一激励线圈，其中第一短路棒基本上在第一磁芯的第一
端和第二磁芯的第一端连接第一磁芯和第二磁芯。
[0027]根据本专利技术的一些实施方式，第一激励线圈围绕第一短路棒缠绕。
[0028]根据本专利技术的一些实施方式，电磁铁还包括第二短路棒和第二激励线圈，并且所述第二激励线圈围绕第二短路棒周围缠绕。
[0029]根据本专利技术的一些实施方式，第一激励线圈沿着与第一磁芯的远侧表面基本上垂直的轴线围绕该第一磁芯缠绕，并且其中，第一激励线圈沿着与第二磁芯的远侧表面基本上垂直的轴线围绕该第二磁芯缠绕。
[0030]根据本专利技术的一些实施方式，该成像相机是红外相机。
[0031]因此，根据本专利技术的实施方式，提供了一种使用热成像系统进行热成像的方法，该方法包括使用频率发生器生成交流电流以在样品中感应出涡流，该频率发生器连接到电磁铁中的第一激励线圈，该电磁铁包括细长的第一磁芯和细长的第二磁芯、至少第一短路棒，该短路棒基本上在第一磁芯的第一端和第二磁芯的第一端连接第一磁芯和第二磁芯；以及使用热成像相机获得样品的热图像。
附图说明
[0032]为了更好地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于热成像系统的电磁铁，所述电磁铁包括：第一细长磁芯，与第二细长磁芯间隔开；至少第一短路棒，基本上连接在所述第一细长磁芯的第一端和所述第二细长磁芯的第一端；以及至少第一激励线圈，被配置为传导电流。2.根据权利要求1所述的电磁铁，其中，所述第一短路棒连接所述第一细长磁芯的近侧表面和所述第二细长磁芯的近侧表面。3.根据权利要求1所述的电磁铁，其中，所述第一细长磁芯基本上与所述第二细长磁芯平行。4.根据权利要求1所述的电磁铁，其中，所述第一激励线圈围绕所述第一短路棒缠绕。5.根据权利要求1所述的电磁铁，其中，所述第一细长磁芯具有基本上平坦的远侧表面，并且所述第二细长磁芯具有基本上平坦的远侧表面。6.根据权利要求1所述的电磁铁，其中，所述电磁铁包括第二短路棒，所述第二短路棒基本上连接在所述第一细长磁芯的第二端和所述第二细长磁芯的第二端。7.根据权利要求6所述的电磁铁，其中，所述第二短路棒连接所述第一细长磁芯的近侧表面和所述第二细长磁芯的近侧表面。8.根据权利要求7所述的电磁铁，其中，第二激励线圈围绕所述第二短路棒缠绕。9.根据权利要求8所述的电磁铁，其中，所述第一激励线圈的环路方向与所述第二激励线圈的环路方向相反。10.根据权利要求1所述的电磁铁，其中，所述第一激励线圈沿着与所述第一细长磁芯的远侧表面基本上垂直的轴线围绕所述第一细长磁芯缠绕。11.根据权利要求10所述的电磁铁，其中，所述第一激励线圈沿着与所述第二细长磁芯的远侧表面基本上垂直的轴线围绕所述第二细长磁芯缠绕。12.根据权利要求11所述的电磁铁，其中，所述第一激励线圈围绕所述第一细长磁芯的环路方向与所述第一激励线圈围绕所述第二细长磁芯的...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈尔，
申请(专利权)人：迈尔，
类型：发明
国别省市：