基于永磁体旋转的管路缺陷电涡流检测探头及检测方法与流程

本发明涉及工业检测领域，具体地，涉及基于永磁体旋转的管路缺陷电涡流检测探头及检测方法。尤其涉及一种管路孔洞及环向裂纹的电涡流检测方法和便携式探头。

背景技术：

1、电涡流检测是一种基于电磁感应原理实施的非接触式无损检测技术，在众多领域具有不可替代的优势。首先，电涡流检测不受油污、粉尘、照明条件等外部因素影响，可在相对恶劣的环境中使用。其次，电涡流检测响应迅速，能够满足批量化快速检测需求。同时，电涡流检测实施成本较低且探头体积相对较小、具有便于携带且易于集成等优势。现阶段，电涡流检测被大量应用于航空航天、汽车制造、石油化工、核能与军事工业等领域。

2、中国专利申请号为cn112964777a，名称为一种表面裂纹走向的双激励检测方法。这项发明利用双激励线圈在待测件表面形成随时间旋转的电涡流场，沿固定检测路径扫查待测区域，借助表面磁场畸变幅值大小判断裂纹走向，解决了单一传感器二维栅格扫查效率较低的问题，实现了一次性扫查完成裂纹检测及走向判断。

3、目前，常规电涡流探头在检测管路时，采用沿管路环向绕制的线圈作为电涡流激励源及检测元件，通过测量线圈阻抗获取缺陷信息。采用此探头构型时，管路中的电涡流场与激励电流类似在管路环向形成回路，导致这类探头检测环向裂纹时灵敏度受限。此外，线圈受限于其激励电流的大小，其感应出的电涡流场强度相对较小，且线圈阻抗作为集总参数，其受缺陷干扰产生的相对变化量较小，进一步限制了探头检测小型孔洞缺陷的能力。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于永磁体旋转的管路缺陷电涡流检测探头及检测方法。

2、根据本发明提供的一种基于永磁体旋转的管路缺陷电涡流检测探头，包括：永磁体、磁场传感器、步进电机、过孔滑环以及内部支架；

3、所述过孔滑环一侧安装步进电机，另一侧安装内部支架，所述步进电机连接内部支架并带动内部支架转动；

4、所述内部支架上安装永磁体和磁场传感器。

5、优选地，所述内部支架和所述永磁体的外侧设置永磁体侧外支架；

6、所述步进电机的外侧设置电机侧外支架，所述步进电机通过电机侧外支架连接所述过孔滑环；

7、所述磁场传感器位于永磁体和被测管路内壁之间。

8、优选地，所述永磁体侧外支架和所述电机侧外支架上安装万向球。

9、优选地，所述内部支架背向所述过孔滑环一侧连接非铁磁性轴承；

10、所述内部支架上安装配重块。

11、优选地，所述步进电机连接步进电机控制模块。

12、优选地，所述磁场传感器和所述步进电机之间施加电磁屏蔽。

13、优选地，与所述磁场传感器连接的传感器电源线与信号传输线穿过过孔滑环的过孔后延伸至探头外部。

14、优选地，所述永磁体侧外支架和所述电机侧外支架的外侧与被测管路内壁贴合。

15、优选地，所述永磁体设置有一个或多个；

16、当永磁体设置有一个时，所述永磁体配合所述配重块对称布置实现动平衡；

17、当永磁体设置有多个，多个所述永磁体沿内部支架周侧均匀布置实现动平衡。

18、优选地，一种采用所述基于永磁体旋转的管路缺陷电涡流检测探头的检测方法，包括以下步骤：步骤s1，通过所述永磁体运动感应出动生电动势，进而在管路中激发出电涡流，当存在缺陷时，缺陷将对管路中的电涡流场产生扰动；步骤s2，在所述永磁体附近旋转适当位置作为测量点，磁场传感器记录对应磁场以捕获电涡流场的扰动，进而获取缺陷的信息；

19、在步骤s2中，适当位置为所述永磁体周侧两倍永磁体长度尺寸范围内，选择使激励磁场最小、扰动磁场最大的位置及灵敏轴方向作为磁场测量点及测量方向。

20、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

21、1、传统探头一般采用通有交变电流的线圈作为激励源，由于线圈产生的磁通密度相对较小，其感应出的电涡流强度同样受限，不利于检测尺寸相对较小的缺陷，本申请采用能够产生较大磁通密度的永磁体作为激励源，利用旋转运动感应出的动生电动势激发电涡流，克服采用线圈激励时电涡流强度相对较低的问题。

22、2、对于管路检测，传统探头一般采用圆形激励线圈，且线圈轴线与管路轴线重合，因而感应出的电涡流沿管路环向分布，不利于检测环向线形缺陷，如环焊缝的未焊透缺陷，本申请借助永磁体旋转在管路中感应出电涡流，其方向主要沿管路轴向分布，克服了传统电涡流探头的不足。

23、3、传统探头一般通过测量激励线圈或其它检测线圈的阻抗获取缺陷信息，然而阻抗作为集总参数，其由缺陷引起的相对变化较小，特别是缺陷尺寸相对较小时，不利于检测精度的提升，本申请通过在永磁体附近适当位置安装磁场传感器间接感知缺陷引起的电涡流场变化，提升了缺陷引起的扰动信号在传感器响应中的占比，克服了测量线圈阻抗或永磁体所受洛伦兹力及变形等集总参数带来的缺陷检测灵敏度相对较低的问题。

1.一种基于永磁体旋转的管路缺陷电涡流检测探头，其特征在于，包括：永磁体（2）、磁场传感器（3）、步进电机（8）、过孔滑环（9）以及内部支架（10）；

2.根据权利要求1所述基于永磁体旋转的管路缺陷电涡流检测探头，其特征在于：所述内部支架（10）和所述永磁体（2）的外侧设置永磁体侧外支架（4）；

3.根据权利要求2所述基于永磁体旋转的管路缺陷电涡流检测探头，其特征在于：所述永磁体侧外支架（4）和所述电机侧外支架（5）上安装万向球（1）。

4.根据权利要求1所述基于永磁体旋转的管路缺陷电涡流检测探头，其特征在于：所述内部支架（10）背向所述过孔滑环（9）一侧连接非铁磁性轴承（11）；

5.根据权利要求1所述基于永磁体旋转的管路缺陷电涡流检测探头，其特征在于：所述步进电机（8）连接步进电机控制模块（7）。

6.根据权利要求1所述基于永磁体旋转的管路缺陷电涡流检测探头，其特征在于：所述磁场传感器（3）和所述步进电机（8）之间施加电磁屏蔽。

7.根据权利要求1所述基于永磁体旋转的管路缺陷电涡流检测探头，其特征在于：与所述磁场传感器（3）连接的传感器电源线与信号传输线（6）穿过过孔滑环（9）的过孔后延伸至探头外部。

8.根据权利要求2所述基于永磁体旋转的管路缺陷电涡流检测探头，其特征在于：所述永磁体侧外支架（4）和所述电机侧外支架（5）的外侧与被测管路内壁贴合。

9.根据权利要求6所述基于永磁体旋转的管路缺陷电涡流检测探头，其特征在于：所述永磁体（2）设置有一个或多个；

10.一种采用权利要求1-9任一项所述基于永磁体旋转的管路缺陷电涡流检测探头的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：