[发明专利]一种磁路聚焦共享式多通道在线检测系统和方法

权利要求书

1.一种磁路共享式多通道在线检测系统，包括由多个探头组成的传感器阵列、层析成像检测模块、缺陷信号报警模块，其特征在于，

所述探头为磁路聚焦共享式探头，其包括由下而上依次装配在一起的垫片、安装组件、交流激励线圈、组合磁体单元、连接件、三轴力传感器、加速度计和安装底座，其中，

所述安装组件，用于将所述垫片覆盖于所述线圈的下方，并将所述线圈固定于所述组合磁体单元的下方；

所述组合磁体单元，用于提供聚焦磁场，整体为圆柱状，由外向内依次为Halbach阵列永磁体、和芯体，所述芯体由圆柱形永磁体和铁钴合金磁芯上、下两部分组成，所述圆柱形永磁体用于所述Halbach阵列永磁体磁场的增强，所述铁钴合金磁芯用于将所述增强磁场聚焦于所述线圈周围；

所述三轴力传感器，用于获得探头x、y、z方向力的大小；

所述加速度计，用于观察所述探头x、y、z方向的运动分量，并估计惯性力对组合磁体单元的影响，使得所述探头所受三个方向的惯性力在检测过程中保持平稳；

所述安装底座，用于将所述探头固定以形成传感器阵列；

检测时，所述交流激励线圈在待测件中感应出涡流，所述感应涡流在所述组合磁体单元产生的聚焦磁场作用下受到洛伦兹力的作用产生电磁超声，以检测待测件厚壁范围内的缺陷；所述探头与待测件相对运动的过程中，所述组合磁体单元由于所述探头运动而在待测件内感生的涡流作用下受到洛伦兹力，而表面缺陷的存在会改变所述洛伦兹力的大小而被三轴力传感器检测到。

2.如权利要求1所述的一种磁路共享式多通道在线检测系统，其特征在于，所述安装底座，还用于将所述探头固定于在传动机构上，使得所述检测系统适于自动化缺陷检测。

3.如权利要求2所述的一种磁路共享式多通道在线检测系统，其特征在于，所述检测系统适用于层板结构的常温、高温工况下的全壁厚自动化缺陷检测。

4.如权利要求1至3任一所述的一种磁路共享式多通道在线检测系统，其特征在于，所述三维力传感器获取所述探头在x、y、z三个方向的力数据F_x、F_y、F_z，F_z为所述探头提升力，F_x为所述探头沿运动方向上的阻力，根据电导率σ＝αF_z/F_x，α为校准系数，获得待测件的电导率，从而所述检测系统适用于电导率自动化在线检测。

5.基于权利要求1所述的一种磁路共享式多通道在线检测系统的检测方法，其特征在于，对于板材的自动化检测步骤具体为：

(1)探头校准；以最大板厚处的平底孔作为灵敏度校准依据，对所述磁路聚焦共享式探头依次进行多通道灵敏度校准，调整板材传送带的速度，在无缺陷标样板上调整所述三轴力传感器，使得力数值曲线位于显示满屏40％位置，并对所述加速度计校零；

(2)数据采集；启动传送带，确保待测板材进入扫查区之前扫查速度已达稳定状态，所述探头底部与待测板材上表面保持提离，通过所述层析成像检测模块记录A扫描和C扫描数据，通过所述缺陷信号报警模块对超过阈值的缺陷信号进行报警；

(3)缺陷检测；根据所述A扫描和C扫描数据，一方面对缺陷深度和当量进行评定，检测板材制造缺陷；一方面检测电导率，对铝板电导率的不均匀进行评估。

6.如权利要求5所述的一种基于所述磁路共享式多通道在线检测系统的检测方法，其特征在于，所述步骤(1)中的灵敏度为制造板材的厂家要求的以板材底部平底孔为参照的灵敏度校准依据。