寬頻帶渦流探頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種寬頻帶渦流探頭，具體而言，涉及一種構(gòu)造成帶有呈惠斯通電橋構(gòu)造的四個(gè)線圈的渦流探頭。
【專利說(shuō)明】寬頻帶渦流探頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文所公開(kāi)的主題涉及渦流探頭，具體地，涉及能在寬的頻率范圍上使用的渦流探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]渦流探頭是無(wú)損檢測(cè)裝置的一種形式，其可用于檢查諸如管或管道的檢測(cè)對(duì)象，以偵測(cè)及分析對(duì)象中的缺陷。無(wú)損檢測(cè)允許檢查技術(shù)人員操縱渦流探頭穿過(guò)檢測(cè)對(duì)象，以便于掃描缺陷。
[0003]在渦流探頭中，磁場(chǎng)用于在檢測(cè)對(duì)象中感應(yīng)電流。在探頭中磁場(chǎng)典型地由一個(gè)或兩個(gè)導(dǎo)電線圈或繞組產(chǎn)生。在探頭的工作期間，電流被傳送通過(guò)該線圈或多個(gè)線圈，其產(chǎn)生穿過(guò)檢測(cè)對(duì)象的磁場(chǎng)且在檢測(cè)對(duì)象中感應(yīng)出被稱為渦流的電流。該渦流在垂直于管的軸線的平面中在沿著該管的圓周的環(huán)形途徑中流過(guò)管。
[0004]如果感應(yīng)的渦流通過(guò)檢測(cè)對(duì)象中的瑕疵或缺陷，例如管的內(nèi)徑的腐蝕和凹點(diǎn)，或者如果當(dāng)探頭穿過(guò)管時(shí)管的內(nèi)徑波動(dòng)，感應(yīng)的渦流被干擾且線圈會(huì)將此擾動(dòng)偵測(cè)為變化的阻抗。響應(yīng)于偵測(cè)該變化的阻抗，線圈會(huì)產(chǎn)生示出缺陷的物理特性的電信號(hào)。通過(guò)分析這些電信號(hào)，可以確定缺陷的多種特性(例如，位置，尺寸)。由于線圈位于距缺陷的不同距離處，每個(gè)線圈會(huì)偵測(cè)到不同的阻抗變化。由線圈偵測(cè)到的阻抗差可被轉(zhuǎn)化成二維的阻抗數(shù)據(jù)顯示。
[0005]典型的渦流探頭具有有限的檢測(cè)頻率范圍，因?yàn)樘筋^中的兩個(gè)線圈在惠斯通電橋構(gòu)造中與固定電阻相抵銷(xiāo)而平衡。固定電阻典型地位于遠(yuǎn)端檢測(cè)儀器中。
[0006]以上討論僅提供用于大致的背景信息且不是為了被用作確定要求保護(hù)的主題的范圍的輔助。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]—種渦流探頭，其構(gòu)造成帶有呈惠斯通電橋構(gòu)造的四個(gè)線圈。該渦流探頭的一些公開(kāi)實(shí)施例的實(shí)踐中可實(shí)現(xiàn)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在檢查操作期間可采用更寬的頻率范圍，從而展示經(jīng)歷檢查的對(duì)象中的缺陷的更高解析度。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于偵測(cè)檢測(cè)對(duì)象中的缺陷的渦流探頭。該渦流探頭包含兩者都電氣連接至第一電壓端子的第一線圈和第二線圈，第一電壓端子用于接納驅(qū)動(dòng)電壓；兩者都電氣連接至第二電壓端子的第三線圈和第四線圈，第二電壓端子用于接納接地；且其中第一線圈在第一電橋端子處與第三線圈電氣連接，第二線圈在第二電橋端子處與第四線圈電氣連接；且其中當(dāng)探頭的四個(gè)線圈在檢測(cè)對(duì)象內(nèi)時(shí)，第一電橋端子與第二電橋端子之間的電壓差指示了檢測(cè)對(duì)象中的缺陷。
[0009]根據(jù)一個(gè)方面，該渦流探頭還包含至少一個(gè)對(duì)中腳，對(duì)中腳用于當(dāng)探頭移動(dòng)通過(guò)檢測(cè)對(duì)象時(shí)使在檢測(cè)對(duì)象的內(nèi)徑內(nèi)的探頭對(duì)中。
[0010]根據(jù)一個(gè)方面，第一線圈和第三線圈的感應(yīng)系數(shù)基本相等。[0011]根據(jù)一個(gè)方面，第二線圈和第四線圈的感應(yīng)系數(shù)基本相等。
[0012]根據(jù)一個(gè)方面，第一線圈纏繞在第三線圈之上。
[0013]根據(jù)一個(gè)方面，第二線圈纏繞在第四線圈之上。
[0014]在另一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種制造用于檢查檢測(cè)對(duì)象的渦流探頭的方法。該方法包含圍繞線軸纏繞第一線圈、第二線圈、第三線圈和第四線圈，將第一線圈和第二線圈電氣連接至第一電壓端子，將第三線圈和第四線圈電氣連接至第二電壓端子，將第一線圈和第三線圈電氣連接至第一電橋端子，及將第二線圈和第四線圈電氣連接至第二電橋端子。
[0015]根據(jù)一個(gè)方面，該方法還包含將驅(qū)動(dòng)電壓電氣連接至第一電壓端子且將接地電氣連接至第二電壓端子。
[0016]根據(jù)一個(gè)方面，該方法還包含將放大器電氣連接至第一電橋端子和第二電橋端子。
[0017]根據(jù)一個(gè)方面，該方法還包含將第一線圈、第二線圈、第三線圈、第四線圈及線軸設(shè)置在探頭套裝內(nèi)，探頭套裝包含用于移動(dòng)通過(guò)檢測(cè)對(duì)象的內(nèi)徑的尺寸。
[0018]根據(jù)一個(gè)方面，該方法還包含在探頭套裝上提供至少一個(gè)對(duì)中腳，用于當(dāng)探頭移動(dòng)通過(guò)檢測(cè)對(duì)象時(shí)使在檢測(cè)對(duì)象的內(nèi)徑內(nèi)的探頭對(duì)中。
[0019]根據(jù)一個(gè)方面，纏繞第一線圈和纏繞第三線圈的步驟包含將第一線圈纏繞在第三線圈上。
[0020]根據(jù)一個(gè)方面，纏繞第二線圈和纏繞第四線圈的步驟包含將第二線圈纏繞在第四線圈上。
[0021]在又另一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于分析檢測(cè)對(duì)象中的缺陷的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含渦流探頭，該探頭包含兩者都電氣連接至第一電壓端子的第一線圈和第二線圈，第一電壓端子用于接納驅(qū)動(dòng)電壓；兩者都電氣連接至第二電壓端子的第三線圈和第四線圈，第二電壓端子用于連接至接地源；且其中第一線圈在第一電橋端子處與第三線圈電氣連接，其中第二線圈在第二電橋端子處與第四線圈電氣連接；且其中第一電橋端子和第二電橋端子之間的電壓差指示了檢測(cè)對(duì)象中的缺陷的存在；和檢測(cè)儀器，其包含用于提供驅(qū)動(dòng)電壓的電氣連接至第一端子的驅(qū)動(dòng)電壓源，用于提供接地的電氣連接至第二端子的接地源，和用于偵測(cè)電壓差的量值的電氣連接至第一電橋端子和第二電橋端子的接收放大器。
[0022]根據(jù)一個(gè)方面，探頭還包含至少一個(gè)對(duì)中腳，對(duì)中腳用于當(dāng)探頭移動(dòng)通過(guò)檢測(cè)對(duì)象時(shí)使在檢測(cè)對(duì)象的內(nèi)徑內(nèi)的探頭對(duì)中。
[0023]根據(jù)一個(gè)方面，第一線圈和第三線圈的感應(yīng)系數(shù)基本相等。
[0024]根據(jù)一個(gè)方面，第二線圈和第四線圈的感應(yīng)系數(shù)基本相等。
[0025]根據(jù)一個(gè)方面，第一線圈纏繞在第三線圈之上。
[0026]根據(jù)一個(gè)方面，第二線圈纏繞在第四線圈之上。
[0027]本發(fā)明的此簡(jiǎn)要說(shuō)明僅意圖根據(jù)一個(gè)或更多說(shuō)明性實(shí)施例提供本文所公開(kāi)的主題的簡(jiǎn)要概述，且不充當(dāng)解釋權(quán)利要求或限定或限制僅由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明保護(hù)范圍的指導(dǎo)。此簡(jiǎn)要描述被提供用來(lái)以簡(jiǎn)化形式介紹概念的說(shuō)明性選擇，這在以下的詳細(xì)描述中被進(jìn)一步描述。此簡(jiǎn)要描述不是為了確定所要求保護(hù)主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不是為了用作為確定要求保護(hù)的主題的范圍的輔助。要求保護(hù)的主題不受解決【背景技術(shù)】中指出的任意或全部缺點(diǎn)的實(shí)施例的限制?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0028]為了可以理解本發(fā)明的特征的方式，通過(guò)參考其中一些在附圖中圖示的某些實(shí)施例，可得到本發(fā)明的詳細(xì)描述。然而將會(huì)注意到，附圖僅圖示了本發(fā)明的某些實(shí)施例且因而不應(yīng)視為其范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明的范圍包括其它等效的實(shí)施例。附圖未必按比例，重點(diǎn)通常放在展示本發(fā)明某些實(shí)施例的特征。在附圖中，相似的數(shù)字用于指示貫穿不同視圖的相似部件。因而為進(jìn)一步理解本發(fā)明，可聯(lián)系附圖閱讀參考下文的詳細(xì)說(shuō)明，其中:
圖1是一個(gè)示例性渦流測(cè)試系統(tǒng)的示意圖，
圖2是用于纏繞導(dǎo)線以在其上形成四個(gè)線圈的線軸的示意圖，及 圖3是用于本文公開(kāi)的探頭構(gòu)造的一個(gè)示例性探頭套裝。
[0029]部件目錄表:
【權(quán)利要求】
1.一種用于偵測(cè)檢測(cè)對(duì)象中的缺陷的渦流探頭，所述渦流探頭包含: 兩者都電氣連接至第一電壓端子的第一線圈和第二線圈，所述第一電壓端子用于接納驅(qū)動(dòng)電壓，和 兩者都電氣連接至第二電壓端子的第三線圈和第四線圈，所述第二電壓端子用于接納接地,且 其中所述第一線圈在第一電橋端子處電氣連接至所述第三線圈，所述第二線圈在第二電橋端子處電氣連接至所述第四線圈，且其中當(dāng)所述探頭的四個(gè)線圈在所述檢測(cè)對(duì)象內(nèi)時(shí)，所述第一電橋端子與所述第二電橋端子之間的電壓差指示了所述檢測(cè)對(duì)象中的缺陷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流探頭，其特征在于，還包含至少一個(gè)對(duì)中腳，所述對(duì)中腳用于當(dāng)所述探頭移動(dòng)通過(guò)所述檢測(cè)對(duì)象時(shí)使在所述檢測(cè)對(duì)象的內(nèi)徑內(nèi)的所述探頭對(duì)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流探頭，其特征在于，所述第一線圈和所述第三線圈的感應(yīng)系數(shù)基本相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦流探頭，其特征在于，所述第二線圈和所述第四線圈的感應(yīng)系數(shù)基本相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流探頭，其特征在于，所述第一線圈纏繞在所述第三線圈之上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦流探頭，其特征在于，所述第二線圈纏繞在所述第四線圈之上。
7.—種制造用于檢查檢測(cè)對(duì)象的渦流探頭的方法，所述方法包含: 圍繞線軸纏繞第一線圈、第二線圈、第三線圈和第四線圈； 將所述第一線圈和所述第二線圈電氣連接至第一電壓端子； 將所述第三線圈和所述第四線圈電氣連接至第二電壓端子； 將所述第一線圈和所述第三線圈電氣連接至第一電橋端子；及 將所述第二線圈和所述第四線圈電氣連接至第二電橋端子。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包含將驅(qū)動(dòng)電壓電氣連接至所述第一電壓端子且將接地電氣連接至所述第二電壓端子。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包含將放大器電氣連接至所述第一電橋端子和所述第二電橋端子。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包含將所述第一線圈、所述第二線圈、所述第三線圈、所述第四線圈及所述線軸設(shè)置在探頭套裝內(nèi)，所述探頭套裝包含用于移動(dòng)通過(guò)所述檢測(cè)對(duì)象的內(nèi)徑的尺寸。
【文檔編號(hào)】G01N27/90GK103575802SQ201310315572
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月25日
【發(fā)明者】M.B.沃爾夫 申請(qǐng)人:通用電氣公司