一种汉堡式结构电涡流传感器

本发明涉及无损检测领域，具体是一种汉堡式结构电涡流传感器，特别适合于各类金属材料表面、亚表面缺陷的检测，检测灵敏度高。

背景技术：

1、金属材料被广泛应用于工业生产生活中，然而金属材料在生产制造和使用过程中，由于加工工艺或长期服役等因素的影响，材料表面或内部往往会产生裂纹、凹槽等缺陷，并且随着服役时间的延长而不断恶化，导致产品质量和性能下降，对使用寿命造成影响，甚至导致重大生产事故。因此，实现金属材料内部及表面缺陷的无损检测，对于预防结构件失效和保障社会安全都具有重大意义。

2、脉冲涡流检测技术是针对传统涡流检测技术改进而来的一种无损检测技术，与传统涡流检测技术相比，其优势在于采用具有宽频谱的脉冲信号作为激励，因此其响应信号可以携带更多信息。脉冲涡流检测传感器是实现脉冲涡流检测必不可少的一部分，而脉冲涡流检测传感器的检测灵敏度又直接关系到脉冲涡流检测技术的检测精度。因此，研究具有高灵敏度的检测传感器，对于推动脉冲涡流检测技术的发展和工程技术的应用都具有重大意义。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供一种汉堡式结构电涡流传感器，可以有效实现金属材料表面、亚表面缺陷的快速、精准检测，且具有更高的检测灵敏度，对于实现缺陷检测具有重要的工程应用价值。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种汉堡式结构电涡流传感器，包括同轴的上、中、下三层线圈部分和绝缘支架部分，其特征在于：上层和下层分别为一个尺寸各不相同的圆柱型检测线圈(2)和圆柱型激励线圈(4)，中间层为四个均匀分布且尺寸相同的蔷薇型激励线圈(3)，绝缘支架(1)为尺寸适应各部分线圈尺寸的、具有三层的插销结构，支架本身可灵活套取，线圈亦可灵活套取在支架上。

3、所述蔷薇型激励线圈(3)和圆柱型激励线圈(4)连接数据采集传输仪的输出端，并接入电流方向相同的脉冲激励信号，产生叠加磁场，在被测试件内部产生感应涡流。

4、所述圆柱型检测线圈(2)连接数据采集传输仪的输入端，接收在被测试件在涡流场中产生的感应信号并在pc端显示。当试件内部存在缺陷时，被测试件内部的感应涡流密度也随之变化，从而导致检测线圈的电压信号产生变化，通过提取和分析检测电压信号以及差分电压信号的时域及频域特征，实现缺陷的识别以及缺陷尺寸的定量检测。

5、所述绝缘支架(1)为具有三层的插销结构，其特征在于：三层均通过插销形式进行连接，第一层、第二层和第三层分别套取圆柱型检测线圈(2)、蔷薇型激励线圈(3)和圆柱型激励线圈(4)。

6、与常规圆柱型电涡流传感器相比，本发明具有以下优势：使用蔷薇型激励线圈和圆柱型激励线圈结合，蔷薇型激励线圈在试件内部产生更集中的涡流场，双层形式的激励使得被测试件在同一深度下的涡流密度更大，能够有效抑制提离效应对检测灵敏度的影响，具有更高的检测灵敏度。

技术特征：

1.一种汉堡式结构电涡流传感器，其特征在于：包括绝缘支架(1)、圆柱型检测线圈(2)、蔷薇型激励线圈(3)和圆柱型激励线圈(4)。

2.根据权利要求1所述的一种汉堡式结构电涡流传感器，其特征在于：所述圆柱型检测线圈(2)、蔷薇型激励线圈(3)和圆柱型激励线圈(4)同轴固定在绝缘支架(1)上。

3.根据权利要求1所述的一种汉堡式结构电涡流传感器，其特征在于：所述蔷薇型激励线圈(3)为四个均匀分布且相互独立的线圈，激励电流方向相同，激励磁场叠加。

4.根据权利要求1所述的一种汉堡式结构电涡流传感器，其特征在于：所述绝缘支架(1)为尺寸适应线圈尺寸的三层插销结构，支架本身可灵活套取，线圈可灵活套取在支架上。

技术总结本发明提供了一种汉堡式结构电涡流传感器，涉及无损检测领域。该传感器包括绝缘支架部分和同轴的上、中、下三层线圈部分。绝缘支架为尺寸适应各线圈尺寸的、具有三层的插销结构，线圈可灵活套取在支架上。上层线圈为检测线圈，形状为传统圆柱型，用于拾取电压信号；中间层和下层为两层形状不同的激励线圈，中间层的激励线圈由四个独立且均匀分布的相同尺寸的蔷薇花型线圈组成，下层的激励线圈为传统圆柱型，用于产生激励脉冲信号。双层激励的结构能够产生相同方向的叠加磁场，并在被测试件内部产生感应涡流。与常规圆柱型电涡流传感器相比，该传感器具有更高的缺陷检测灵敏度，这对于工业生产具有重要意义。技术研发人员：胡沁,周海婷,卞建忠,冯佳俊,王强,宋韵受保护的技术使用者：中国计量大学技术研发日：技术公布日：2024/12/2