[发明专利]基于电磁检测原理的提高间隙测量范围与线性度的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种无损检测装置，特别是涉及一种基于电磁检测原理的提高间隙测量范围与线性度的装置。

背景技术

工业生产中，某些特殊产品规格尺寸要求严格，需要经过精密测量，以确保其质量性能达到标准。例如某核燃料棒外围热传导器由多层金属套管组成，其数量较多，管间缝隙尺寸要求严格，变化范围大，需要进行精密测量，采用常规间隙尺寸测量方法，只能分段并更换探头规格进行抽检，方便性差，检测周期长，且容易出现漏检的情况。此外，各种常规间隙测量方法都有其局限性，大多只能测量特定的检测对象，适用面较窄，对某些不同材料构件，甚至无法实施检测。如电容间隙测量法，其检测对象必须是金属材料，同时其测量范围很小,间隙变化稍大些，灵敏度与准确度急速下降；常规电感或涡流间隙测量法，检测对象也必须是金属材料，由于提离效应，其动态范围小、线性度也不理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供了适用于任何金属或非金属材料的基于电磁检测原理的提高间隙测量范围与线性度的装置，该设计基于电磁检测原理，采用独特的铁磁性微弹片和弹簧式检测线圈，适用于任何金属或非金属材料的间隙测量，更为重要的是，极大的提高了间隙测量范围及线性度，提高测量值的准确性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于电磁检测原理的提高间隙测量范围与线性度的装置，第一种结构为，包括弹性金属薄片、弹簧式检测线圈、薄电路板、背衬金属片、手持杆、电缆。弹性金属薄片与薄电路板单边胶接固定；弹簧式检测线圈的两端分别与弹性金属薄片和薄电路板电连接；背衬金属片胶接固定在薄电路板背面；手持杆固定在弹性金属薄片与薄电路板的胶接边；电缆的一端与弹性金属薄片和薄电路板电连接，另一端穿过手持杆的中空导管。所述弹性金属薄片的材质为铁磁性弹簧钢，弹性金属薄片的单边与薄电路板的单边采用绝缘胶粘接固定，弹性金属薄片的另一边向外侧弯曲，在不受外力的情况下，弹性金属薄片与薄电路板之间形成一定的夹角空隙，弹性金属薄片的宽度与薄电路板宽度相同，弹性金属薄片的长度等于薄电路板的长度，采用弹性金属薄片的作用主要有二点：一是使装置具有“微动”空间，二是屏蔽施加在线圈中的交变电磁场，尽可能减少被检材料（特别是金属)对线圈电磁场的影响，装置可以检测任何材料工件的间隙。所述弹簧式检测线圈材质为表面镀有绝缘漆层的铍铜导线，弹簧式检测线圈采用螺旋缠绕方式绕制，弹簧式检测线圈的中心位置的端口为输出端，输出端焊接固定在弹性金属薄片的内表面上，弹簧式检测线圈的最外圈位置的端口为输入端，输入端焊接固定在薄电路板上的电路输出端，形成螺旋圆锥型检测线圈，弹簧式检测线圈的线圈直径、长度、缠绕匝数根据检测要求中的感应磁场强度的大小及线圈阻抗大小确定，铍铜是铜合金中性能最好的高级有弹性材料，有很高的强度、弹性、硬度、疲劳强度、弹性滞后小、耐蚀、耐磨、耐寒、高导电、无磁性等一系列优良的物理、化学和力学性能，采用铍铜制作的弹簧式检测线圈，可自由弹性伸缩，测量范围大，当弹簧式检测线圈受到外部挤压或拉伸时，线圈长度改变，线圈的电感也将改变，通过测量电感的变化值，即可实现间接测量间隙值及其变化量的目的，由于本装置是直接测量线圈长度变化导致的电感的变化值，不同于常规电感或涡流测量方法，不受提离效应的影响，同时具有很好的测量线性度与精度。所述薄电路板可采用单面印刷电路板或单面PCB电路板，薄电路板中有一条电路，电路的输出端焊接固定弹簧式检测线圈的输入端，电路的输入端焊接固定电缆的激励线端，薄电路板的面积大小应大于弹簧式检测线圈的螺旋圆锥底面的面积大小。所述背衬金属片材质为铁磁性钢，背衬金属片采用绝缘胶粘接固定在薄电路板的背面，背衬金属片的面积与薄电路板面积相同，背衬金属片用于屏蔽施加在线圈中的交变电磁场，尽可能减少被检材料（特别是金属)对线圈电磁场的影响。所述手持杆由两条有轴向凹槽的窄钢板条对接胶接制成，两个凹槽对接形成中空导管，这样既可增加强度，中空又可作为传感器导线槽引出电缆，手持杆前端与弹性金属薄片和背衬金属片采用绝缘胶粘接固定。所述电缆采用双绞线，电缆中的激励线端口与薄电路板上的电路输入端焊接固定，电缆中的地线端口与弹性金属薄片焊接固定。