金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及應(yīng)力檢測(cè)傳感器，尤其涉及一種專門適用于快速檢測(cè)金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力的檢測(cè)傳感器探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]基于磁力耦合法的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)是一種快速、靈敏、高效的檢測(cè)方法，可以對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)力進(jìn)行快速的定位及定量識(shí)別，其具有快速、準(zhǔn)確、無(wú)損等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)金屬內(nèi)部出現(xiàn)應(yīng)力集中或金屬受外部應(yīng)力時(shí),金屬內(nèi)部的磁疇會(huì)發(fā)生變化,通過(guò)磁探頭,可檢測(cè)金屬的應(yīng)力分布，此方法形象直觀，便于檢測(cè)。我國(guó)利用磁力耦合法用于金屬應(yīng)力檢測(cè)及安全評(píng)估還處于發(fā)展階段，而亟待解決的問(wèn)題之一則在于如何更加高效、準(zhǔn)確的檢測(cè)金屬應(yīng)力分布。
[0003]磁力耦合法檢測(cè)金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力是檢測(cè)金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力的關(guān)鍵技術(shù)之一，其快速與準(zhǔn)確直接影響內(nèi)應(yīng)力分布結(jié)果。目前國(guó)內(nèi)外在金屬內(nèi)應(yīng)力檢測(cè)領(lǐng)域普遍使用基于磁記憶的金屬檢測(cè)方法，其傳感器采用磁記憶檢測(cè)儀，對(duì)金屬表面的磁場(chǎng)分布進(jìn)行檢測(cè)，其存在的不足有:
[0004](I)磁場(chǎng)激勵(lì)頻率不可調(diào)，基于磁場(chǎng)大小，不能改變磁場(chǎng)的激勵(lì)頻率；
[0005](2)磁場(chǎng)大小不可調(diào)，基于地球磁場(chǎng)，不能調(diào)節(jié)激勵(lì)磁場(chǎng)大?。?br>[0006](3)磁場(chǎng)激勵(lì)方向不可調(diào),基于地球磁場(chǎng),不能改變磁場(chǎng)激勵(lì)方向；
[0007](4)檢測(cè)效率低，不能對(duì)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速掃描式檢測(cè)。
[0008](5)磁場(chǎng)方向不理想，不能產(chǎn)生較為理想的水平磁場(chǎng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種同時(shí)對(duì)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行激勵(lì)和檢測(cè)的傳感器探頭，該應(yīng)力傳感器探頭可從外部輸入調(diào)制后的電流，從而產(chǎn)生可調(diào)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁場(chǎng)頻率及磁場(chǎng)激勵(lì)方向，設(shè)計(jì)磁芯四角結(jié)構(gòu)，使傳感器發(fā)出較為理想的水平磁場(chǎng)，并通過(guò)激勵(lì)與檢測(cè)同步的方式，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速應(yīng)力檢測(cè)。
[0010]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0011]提供一種金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭，包括磁芯、激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈；
[0012]該磁芯包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的門型結(jié)構(gòu)，兩個(gè)門型結(jié)構(gòu)的上部中間通過(guò)一橫梁結(jié)構(gòu)連接，兩個(gè)門型結(jié)構(gòu)的四根門柱均為探頭；
[0013]激勵(lì)線圈均勻繞在該橫梁結(jié)構(gòu)上，檢測(cè)線圈均勻繞在其中一根門柱上。
[0014]本實(shí)用新型所述的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭中，所述四根門柱均為矩形門柱或者圓形門柱。
[0015]本實(shí)用新型所述的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭中，所述磁芯為高磁導(dǎo)率的實(shí)心結(jié)構(gòu)。
[0016]本實(shí)用新型所述的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭中，所述激勵(lì)線圈均勻繞在該橫梁結(jié)構(gòu)上，所述檢測(cè)線圈均勻繞在其中一根門柱上。
[0017]本實(shí)用新型所述的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭中，所述激勵(lì)線圈和所述檢測(cè)線圈為相同低阻值的線圈。
[0018]本實(shí)用新型所述的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭中，所述激勵(lì)線圈和所述檢測(cè)線圈均為純銅線圈。
[0019]本實(shí)用新型所述的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭中，所述橫梁結(jié)構(gòu)為矩形結(jié)構(gòu)或者圓柱結(jié)構(gòu)。
[0020]本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是:本實(shí)用新型的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭，通過(guò)四角探頭，在金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成較為理想的平行磁場(chǎng)。傳感器探頭通過(guò)外部輸入調(diào)制的電流，可產(chǎn)生可調(diào)的磁場(chǎng)。采用激勵(lì)與檢測(cè)同時(shí)進(jìn)行的方式，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)力進(jìn)行定性及定量檢測(cè)，并可對(duì)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速掃描，檢測(cè)效率高，檢測(cè)精度高。
【附圖說(shuō)明】
[0021]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0022]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力傳感器探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0024]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭，包括磁芯1、激勵(lì)線圈4和檢測(cè)線圈5，磁芯I為四角探頭磁芯，磁芯I包括兩個(gè)門型結(jié)構(gòu)7，每個(gè)門型結(jié)構(gòu)7的門柱即為探頭2，呈對(duì)稱分布，兩個(gè)門型結(jié)構(gòu)7上部中間通過(guò)一個(gè)橫梁結(jié)構(gòu)3連接，橫梁結(jié)構(gòu)3為矩形結(jié)構(gòu)或者圓柱結(jié)構(gòu)。兩個(gè)門型結(jié)構(gòu)的四根門柱均為矩形門柱或者圓形門柱(即圓柱體)。激勵(lì)線圈4順時(shí)針或者逆時(shí)針均勻繞在該橫梁結(jié)構(gòu)上，檢測(cè)線圈5順時(shí)針或者逆時(shí)針均勻繞在磁芯I的一個(gè)探頭2上。本實(shí)用新型將激勵(lì)線圈4和檢測(cè)線圈5安裝在同一個(gè)磁芯I上，可對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力定性及定量檢測(cè)，檢測(cè)精度高，檢測(cè)效率高。
[0025]金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭的工作原理:采用的激勵(lì)線圈4順時(shí)針繞在磁芯I上，檢測(cè)時(shí)四角與鋼板同時(shí)接觸。通過(guò)外加調(diào)制的交變電流，產(chǎn)生固定頻率和固定大小的激勵(lì)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)通過(guò)磁芯I在兩個(gè)門型結(jié)構(gòu)7之間形成較為均勻的平行磁場(chǎng)，當(dāng)傳感器探頭經(jīng)過(guò)金屬結(jié)構(gòu)6表面時(shí)，其應(yīng)力將改變磁場(chǎng)分布，通過(guò)繞在傳感器探頭上一角上的檢測(cè)線圈5將磁場(chǎng)的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化，輸出后到處理終端，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布及大小進(jìn)行評(píng)估。
[0026]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，磁芯I為硅鋼片材料，該材料具有高磁導(dǎo)率的特點(diǎn)。
[0027]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，磁芯I高度分別設(shè)置為18mm、20mm、22mm、24mm、26mm、28mm、30mm、32mm、34mm,磁芯長(zhǎng)度、寬度均為 36mm。
[0028]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，激勵(lì)線圈4和檢測(cè)線圈5均采用純銅材料制作，順時(shí)針?lè)謩e繞在橫梁結(jié)構(gòu)3和門型結(jié)構(gòu)7的一個(gè)門柱上。
[0029]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)優(yōu)化，激勵(lì)線圈4的匝數(shù)為100匝，檢測(cè)線圈的阻數(shù)為200阻。
[0030]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，采用正弦激勵(lì)方式，電壓幅值為20V，頻率為10Hz。
[0031]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，傳感器提離距離為0，即檢測(cè)時(shí)，傳感器與金屬結(jié)構(gòu)6接觸。
[0032]綜上，本實(shí)用新型的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭，采用激勵(lì)與檢測(cè)同時(shí)進(jìn)行的方式，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)力進(jìn)行定性及定量檢測(cè)，檢測(cè)效率高，檢測(cè)精度高，可對(duì)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速掃描。該傳感器探頭通過(guò)外部輸入調(diào)制的電流，可產(chǎn)生可調(diào)的磁場(chǎng)。通過(guò)四角探頭，在金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成較為理想的平行磁場(chǎng)。
[0033]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭，其特征在于，包括磁芯、激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈； 該磁芯包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的門型結(jié)構(gòu)，兩個(gè)門型結(jié)構(gòu)的上部中間通過(guò)一橫梁結(jié)構(gòu)連接，兩個(gè)門型結(jié)構(gòu)的四根門柱均為探頭； 激勵(lì)線圈均勻繞在該橫梁結(jié)構(gòu)上，檢測(cè)線圈均勻繞在其中一根門柱上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭，其特征在于，所述四根門柱均為矩形門柱或者圓形門柱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭，其特征在于，所述磁芯為高磁導(dǎo)率的實(shí)心結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭，其特征在于，所述激勵(lì)線圈均勻繞在該橫梁結(jié)構(gòu)上，所述檢測(cè)線圈均勻繞在其中一根門柱上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭，其特征在于，所述激勵(lì)線圈和所述檢測(cè)線圈為相同低阻值的線圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭，其特征在于，所述激勵(lì)線圈和所述檢測(cè)線圈均為純銅線圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭，其特征在于，所述橫梁結(jié)構(gòu)為矩形結(jié)構(gòu)或者圓柱結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)傳感器探頭，包括磁芯、激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈；該磁芯包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的門型結(jié)構(gòu)，兩個(gè)門型結(jié)構(gòu)的上部中間通過(guò)一橫梁結(jié)構(gòu)連接，兩個(gè)門型結(jié)構(gòu)的四根門柱均為探頭；激勵(lì)線圈均勻繞在該橫梁結(jié)構(gòu)上，檢測(cè)線圈均勻繞在其中一根門柱上。本實(shí)用新型通過(guò)四角探頭，在金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成較為理想的平行磁場(chǎng)。傳感器探頭通過(guò)外部輸入調(diào)制的電流，可產(chǎn)生可調(diào)的磁場(chǎng)。采用激勵(lì)與檢測(cè)同時(shí)進(jìn)行的方式，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)力進(jìn)行定性及定量檢測(cè)，并可對(duì)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速掃描，檢測(cè)效率高，檢測(cè)精度高。
【IPC分類】G01L1-12
【公開號(hào)】CN204495493
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520040781
【發(fā)明人】劉志平, 李宗琛, 夏鵬, 王亞輝
【申請(qǐng)人】武漢理工大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月21日