水力發(fā)電機磁極連接引線渦流檢測陣列換能裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水電站電機磁極連接引線渦流檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水力發(fā)電機磁極連接引線渦流檢測陣列換能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水力發(fā)電機磁極連接引線是水力發(fā)電機中重要監(jiān)督部件，一般采用銅片加工成各種結(jié)構(gòu)，表面敷上3?4 mm絕緣材料進行固化處理而成。在運行中，磁極連接引線以100?750轉(zhuǎn)/秒的速度隨著發(fā)電機高速轉(zhuǎn)動，本身電流強度達(dá)到上千安倍，它不僅承受高速轉(zhuǎn)動的時離心力所產(chǎn)生的靜應(yīng)力及溫度、振動等動應(yīng)力，還要承受外部電磁力作用，若磁極連接引線本身設(shè)計、制造、安裝質(zhì)量存在原始缺陷問題，極易在綜合應(yīng)力的作用下產(chǎn)生裂紋等缺陷，進而發(fā)生磁極連接引線斷裂事故，因此磁極連接引線的安全穩(wěn)定運行直接影響到整臺機組的安全性與經(jīng)濟性。
[0003]一直以來，因磁極連接引線產(chǎn)生裂紋等缺陷而引發(fā)機組非正常停機事故在國內(nèi)時有發(fā)生，因此需要針對磁極連接引線進行無損檢測，以保證其能正常運行。目前，還沒有一種針對磁極連接引線有效的無損檢測方法，常規(guī)無損檢測技術(shù)主要包括射線檢測、超聲檢測、磁粉檢測、著色檢測、渦流檢測等。對于磁極連接引線，其材質(zhì)密度較高，在銅片上覆蓋有3?4 _厚的絕緣材料，在役檢測空間存在一定局限性，且形狀不規(guī)則，使得這些檢測技術(shù)手段很難適應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種水力發(fā)電機磁極連接引線半柔性渦流檢測陣列換能裝置，具有較高的穿透能力及靈敏度，能有效地降低提離干擾，從而實現(xiàn)對水力發(fā)電機磁極連接引線的渦流陣列成像檢測，解決現(xiàn)有技術(shù)手段無法實現(xiàn)的難題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種水力發(fā)電機磁極連接引線渦流檢測陣列換能裝置，包括換能器輸出端接口、換能器骨架、檢測陣元和墊片，所述檢測陣元分兩列排列，每列η個陣元或n+1個陣元，錯列布置；兩列陣元中心距離14?16mm ;每個陣元的導(dǎo)磁外殼均設(shè)有三并列的線圈槽，三個線圈槽內(nèi)分別安裝磁芯體及繞磁芯線圈組，相鄰繞磁芯線圈組中心間距3 mm ;單陣元中間繞磁芯線圈組為激勵線圈組，線圈線徑0.12mm,匝數(shù)為m匝，單陣元兩側(cè)繞磁芯線圈組為接收線圈組，線徑0.08 mm,匝數(shù)為(m_10)?(m+10)匝；換能器中心頻率100 KHZ ；m為大于60小于120的整數(shù)，η為大于4的整數(shù)。
[0006]進一步地，陣元數(shù)目為16個，分兩列排列，每列8個陣元，錯列布置，兩列中心距離15_。進一步地，所述激勵線圈組的匝數(shù)為85匝，所述接收線圈組的匝數(shù)為160匝。
[0007]各激勵線圈組和接收線圈組分別連接獨立磁極連接引線。
[0008]所述的墊片材料為柔性橡膠，厚度為2mm。磁芯體或?qū)Т磐鈿さ牟馁|(zhì)為錳鋅鐵氧體。
[0009]本發(fā)明的有益效果是提供了一種對磁極連接引線快捷、高效、靈敏度高、全覆蓋的無損檢測方法專用換能裝置。渦流成像檢測陣列換能裝置沿磁極連接引線上表面進行掃查，換能裝置寬度與工件寬度一致，由于換能裝置陣元分兩排，成錯列布置，使每排陣元間隙的掃查盲區(qū)互相覆蓋，可以一次檢測工件整個寬度范圍。單陣元內(nèi)的激勵線圈組與接收線圈組形成主要檢測回路，相鄰陣元之間的激勵線圈組與接收線圈組形成次要檢測回路，主要檢測回路能穿透工件4?5 _絕緣層后，次要檢測回路輔助可提高檢測靈敏度及分辨率，中心頻率為100 KHZ，主要檢測回路與次要檢測回路配合提高了檢測穿透能力及檢測靈敏度。每個陣元均采用繞磁芯線圈組，磁極連接引線表面有一層粗糙的絕緣層，換能裝置表面的柔性墊片能使手動掃查更加平穩(wěn)，盡可能保證換能裝置與磁極連接引線中銅板表面的距離一致性，從而降低提離效應(yīng)對檢測的影響。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明渦流陣列換能裝置裝配示意圖；
圖2是本發(fā)明渦流陣列換能裝置的外觀示意圖；
圖3是渦流陣列換能裝置的檢測陣元布置狀態(tài)圖；
圖4是圖3中單陣元線圈布置圖；
圖5是圖4中單陣元內(nèi)磁芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中，標(biāo)號1為換能器輸出端接口，2為固定螺釘，3為頂蓋，4為塑料片，5為換能器骨架，6為檢測陣元，7為墊片，8為導(dǎo)磁外殼，9為磁芯體，10為激勵線圈組，11為接收線圈組。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，一種水力發(fā)電機磁極連接引線半柔性渦流檢測陣列換能裝置，包括換能器輸出端接口 1、固定螺釘2、頂蓋3、塑料片4、換能器骨架5、檢測陣元6、墊片7 ;所述檢測陣元6鑲嵌固定在換能器骨架5內(nèi)，且分別連接至傳感器輸出端接口 1 ;換能器骨架5與頂蓋3之間加裝塑料片4，且固定螺釘2加以固定，以防止硬接觸損傷；墊片7與換能器骨架5以膠粘接。
[0013]如圖2所示，換能裝置外形尺寸87 mm (長)X35 mm (寬)X53 mm (高)，長度與磁極連接引線寬度一致，可一次掃查整個寬度，柔性墊片厚度為2_，磁極連接引線絕緣層表面粗糙度不大于1 _，柔性墊片能使手動掃查更加平穩(wěn)，盡可能保證換能裝置與磁極連接引線中銅板表面的距離一致性，降低提離效應(yīng)對檢測的影響，有效地提高了換能裝置的檢測靈敏度及信噪比。
[0014]如圖3所示，換能裝置陣元數(shù)目共16個，分兩列排列，每列8個陣元，錯列布置；單個陣元長12 mm，寬9.5 mm，每個陣元均有3個繞磁芯線圈組構(gòu)成，每個繞磁芯線圈組尺寸為5 mm (長)X 1.5mm (寬)X15 mm (高)，并排布置；換能裝置第一列每個陣元的中心線與第二列陣元之間分割線重疊，同樣，第二列每個陣元的中心線與第一列陣元之間分割線重疊，不僅保證每列渦流電磁場最強(弱)的位置與另外一列渦流電磁場最弱(強)的位置相重合，使整個換能裝置渦流電磁場均勻分布，達(dá)到檢測靈敏度一致性；而且這種陣元錯列布置，能有效的避免掃查盲區(qū)，單個陣元掃查寬度為5 _，16個陣元掃描總寬度為80 _，與磁極連接引線寬度一致，可一次掃查整個寬度，有效地提高了檢測效率。
[0015]如圖4所示，單個陣元長12 mm，寬9.5 mm，由3個繞磁芯線圈組構(gòu)成，并排布置，中心間距3 mm ;單陣元中間繞磁芯線圈組為激勵線圈組，其尺寸為5 mm(長)X 1.5 mm(寬)X15mm (高)，線圈線徑0.12 mm，匝數(shù)85匝，單陣元兩邊繞磁芯線圈組為接收線圈組，其尺寸為5 mm (長)X 1.5mm (寬)X 15 mm (高)，線徑0.08 mm，匝數(shù)160匝；中心頻率100 KHZ ;磁極連接引線表面覆蓋3?4 mm厚度的絕緣層，檢測靈敏度要求能檢出1 _ (深)X0.3 mm(寬)的裂紋缺陷，陣元的設(shè)計參數(shù)使換能裝置激勵的渦流電磁場在穿透覆蓋層后，在工件表面能達(dá)到所要求的檢測靈敏度。
[0016]如圖5所示，磁芯材質(zhì)為猛鋅鐵氧體，尺寸為5 mm (長)X1 mm (寬)X15 mm (高)，具有較高的磁導(dǎo)率及磁能積；其能增加線圈的電感，提高Q值，聚焦磁場，減少邊緣效應(yīng)，提高檢測的靈敏度及分辨率。
【主權(quán)項】
1.一種水力發(fā)電機磁極連接引線渦流檢測陣列換能裝置，包括換能器輸出端接口、換能器骨架、檢測陣元和墊片，其特征是:所述檢測陣元分兩列排列，每列η個陣元或η+1個陣元，錯列布置；兩列陣元中心距離14?16mm ;每個陣元的導(dǎo)磁外殼均設(shè)有三并列的線圈槽，三個線圈槽內(nèi)分別安裝磁芯體及繞磁芯線圈組，相鄰繞磁芯線圈組中心間距3 mm ;單陣元中間繞磁芯線圈組為激勵線圈組，線圈線徑0.12 mm，匝數(shù)為m匝，單陣元兩側(cè)繞磁芯線圈組為接收線圈組，線徑0.08 _，匝數(shù)為(m-10)?(m+10)匝；換能器中心頻率100 KHZ ；m為大于60小于120的整數(shù)，η為大于4的整數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電機磁極連接引線渦流檢測陣列換能裝置，其特征是:陣元數(shù)目為16個，分兩列排列，每列8個陣元，錯列布置，兩列中心距離15mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電機磁極連接引線渦流檢測陣列換能裝置，其特征是:所述激勵線圈組的匝數(shù)為85匝，所述接收線圈組的匝數(shù)為160匝。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電機磁極連接引線渦流檢測陣列換能裝置，其特征是:各激勵線圈組和接收線圈組分別連接獨立磁極連接引線。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電機磁極連接引線渦流檢測陣列換能裝置，其特征是:所述的墊片材料為柔性橡膠，厚度為2mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電機磁極連接引線渦流檢測陣列換能裝置，其特征是:磁芯體或?qū)Т磐鈿さ牟馁|(zhì)為錳鋅鐵氧體。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水力發(fā)電機磁極連接引線半柔性渦流檢測陣列換能裝置，包括換能器輸出端接口、換能器骨架、檢測陣元和墊片，檢測陣元分兩列排列，錯列布置；兩列陣元中心距離15mm；每個陣元的導(dǎo)磁外殼均設(shè)有三并列的線圈槽分別安裝磁芯體及繞磁芯線圈組，相鄰繞磁芯線圈組中心間距3mm；單陣元中間繞磁芯線圈組為激勵線圈組，匝數(shù)為85匝，單陣元兩側(cè)繞磁芯線圈組為接收線圈組，匝數(shù)為160匝；換能器中心頻率100KHZ。本發(fā)明能穿透工件4～5mm絕緣層后，具有較高的檢測靈敏度及分辨率，且柔性墊片能使手動掃查更加平穩(wěn)，大大降低提離效應(yīng)對檢測的影響，能對磁極連接引線快捷、高效、靈敏度高、全覆蓋成像檢測。
【IPC分類】G01N27/90
【公開號】CN105241954
【申請?zhí)枴緾N201510773457
【發(fā)明人】霍獻東, 李坤鵬, 楊志鋒, 宋旭峰, 李剛, 王俊超, 張旭, 李隆飛, 師敬民, 張武能, 魏泉泉
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)新源控股有限公司, 河南國網(wǎng)寶泉抽水蓄能有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年11月13日