[实用新型]双差动式脉冲涡流探头单元、阵列探头及检测装置

说明书

本实用新型涉及双差动式脉冲涡流探头单元、阵列探头及检测装置。本实用新型双差动式脉冲涡流探头单元包括探头外壳、接线端头、线圈骨架、激励线圈、感应线圈、差分放大模块和端盖。阵列探头由16个双差动式脉冲涡流探头单元构成，并由探头套壳固定探头单元，探头套壳之间由连杆相互连接，组成4×4矩阵结构；根据需要，可扩展或更改阵列探头中的探头单元数量和阵列排布方式。所述检测装置包括阵列探头、微控制器、波形发生模块、信号调理电路、多路复用电路、串行通信模块、数据采集卡和直流稳压源。本实用新型可以有效抑制涡流无损检测中的提离效应影响，提高信噪比和抗干扰能力，并具有较高的检测速度、检测精度以及较大的检测范围。

技术领域

本实用新型涉及双差动式脉冲涡流探头单元、阵列探头及检测装置，属于探头技术领域。

背景技术

脉冲涡流无损检测是涡流无损检测的重要新兴分支技术，是近年来迅速发展起来的新型检测技术，主要用于金属、导体材料表面、亚表面或不同深度的缺陷检测。

脉冲涡流检测检测技术与传统涡流技术及其他无损技术相比有着如下的优势：1、脉冲涡流具有很宽的频谱范围，其频谱范围可以从直流到100KHz甚至更高，这样在理论上就可以检测到不同深度位置的缺陷。2、脉冲涡流检测时的激励信号使用的是脉冲方波，使得检测信号抗干扰能力更强。3、脉冲涡流检测与超声相比不需耦合剂，无接触检测，并且被测物体表面无需清理。4、脉冲涡流检测可以在较短的时间内采集大量的信号，这使得脉冲涡流检测技术更容易发展传感器阵列技术。

脉冲涡流检测也存在着一些局限性：脉冲涡流检测容易受到提离效应的影响；脉冲涡流检测使用宽频谱的脉冲激励，对检测系统的信噪比要较高。因此设计一种可有效抑制提离效应、提高信噪比和检测精度的探头和装置势在必行。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供进一步由双差动式脉冲涡流探头单元构成的阵列探头，同时提供包括所述阵列探头的检测装置，本实用新型可以有效抑制涡流无损检测中的提离效应影响，提高信噪比和抗干扰能力，并具有较高的检测速度、检测精度以及较大的检测范围。

本实用新型提供的双差动式脉冲涡流探头单元，包括线圈骨架1、激励线圈2、感应线圈A1、A2、B1、B2、差分放大模块3、接线端头4、探头外壳5、端盖6；所述线圈骨架1为陶瓷纤维材料制成，探头外壳5为工业纯铁圆管；端盖6为陶瓷纤维材料制成。所述线圈骨架1内侧为带十字支架的开口圆管，激励线圈2绕于其外侧，4个感应线圈 A1、A2、B1、B2绕于其内侧支架上；差分放大模块3位于线圈骨架上方，且同感应线圈A1、A2、B1、B2连接；探头外壳5为圆管，接线端头4套于其顶部，接线端头4中间有通孔，激励线圈2、差分放大模块3的接线从所述通孔中穿出；端盖6和探头外壳5 底部连接，将绕有线圈的线圈骨架1和差分放大模块3轴向压紧封闭在探头外壳5内。

进一步的，所述激励线圈2为漆包铜线圆形空心线圈，线经0.4mm，内径15mm，高35mm，180匝；4个感应线圈A1、A2、B1、B2完全相同，为漆包铜线矩形线圈，线经0.2mm，宽10mm，高20mm，450匝。

进一步的，所述4个感应线圈A1、A2、B1、B2两两相差90°分布于激励线圈2内圆周的线圈骨架1内，且垂直于激励线圈2横截面；感应线圈A1、A2和感应线圈B1、 B2各构成一组差动式结构，即每个双差动结构探头含有2组差动感应线圈组。

进一步的，所述差分放大模块3由四通道运算放大器芯片OP400构成，放大倍数通过电位器调节。