一种微电磁涡流传感器装置及其检测方法与流程

1.本发明涉及无损检测技术领域，具体涉及涡流检测传感器的制作工艺方法技术，特别是涉及一种微电磁涡流传感器装置及其检测方法。


背景技术：

2.众所周知，航空发动机是整个飞机的核心所在，它的性能直接决定着飞机的整体性能，而在航空燃气涡轮发动机中工作环境最为恶劣、应力最为复杂的就是涡轮叶片了，同时涡轮叶片也是航空发动机需求在尺寸小、重量轻的情况下获得高性能的关键之处，所以，涡轮叶片则是整个飞机“核心中的核心”。航空燃气涡轮发动机的要求也使得涡轮叶片的工作温度与承载温度要求非常高，涡轮叶片的冷却技术也非常重视，通过在叶片上设计冷却通道和冷却孔，然后把压气机里“低温气体”引到涡轮叶片内部，再从叶片表面的冷却孔中喷出来就形成一道气膜，隔绝温度较低的涡轮叶片与其工作环境中的高温燃气，即气膜冷却技术。
3.如附图1中，空心涡轮叶片(1)上的气孔(11)，因孔径极小，通常约为1um，孔径形状方向上也特殊和并不相同，孔(11)周边上的裂纹(12)，也是极其的微小，要做无损检测相当的困难。涡流检测探头需要制作得相当的微小，而微小的检测线圈制作工艺非常的不容易，而且组装的难度也很高。
4.针对以上缺点问题，本发明采用如下技术方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的提供一种微电磁涡流传感器装置及其检测方法，公开的技术方案如下：一种微电磁涡流传感器装置，用于航空飞机发动机涡轮叶片(1)等的通气孔(11)的裂纹缺陷(12)的无损检测技术，通过引线(21)连接于检测仪器(2)，传感器装置(3)包括控制器(31)、检测线圈(32)，其特征在于所述检测线圈(32)为若干个缠绕方向面竖直设置的阵列线圈单元(321)；其中，所述的线圈单元(321)设置为至少一匝的螺旋缠绕式线圈，螺旋线圈缠绕高度l小于线圈径向高度d1。
6.进一步的，线圈单元(321)设置为缠绕中心轴在同一水平直线aa上的多个相同螺旋线圈并列竖直排列，螺旋线圈为柱形螺旋线圈、平面螺旋线圈、塔形螺旋线圈的任一种的多个线圈单元(321)。正常情况下，并排的多个线圈单元(321)的总厚度n小于线圈的径向宽度d2，当扫描检测时，依据现场检测需求，超小径孔检测时选择线圈缠绕轴的横向为扫描检测方向，较大范围检测时选择线圈缠绕轴的轴向为扫描检测方向。
7.另一种方式，线圈单元(321)设置为缠绕中心轴在不同高度的水平直线aa和bb上的多个相同螺旋线圈并列竖直排列，螺旋线圈为柱形螺旋线圈、平面螺旋线圈、塔形螺旋线圈的任一种的多个线圈单元(321)。其中，线圈单元(321)设置为不同高度时，依照线圈单元(321)组合的尖凸形状传感器装置设置为笔尖状结构，当扫查时，适当的倾斜形成线圈与被
检测件的检测面提离值相等，且更方便于扫查时的视线效果。
8.以及，检测线圈的多个线圈单元(321)设置为缠绕方向彼此相同的多个线圈，每个线圈节点引线(3211)可以单独接出信号，也可以串接在一起作为一个检测线圈使用。或者，多个线圈单元(321) 设置为缠绕方向不同的两种线圈对称设置，每个线圈节点引线(3211)可以单独接出信号，同一半边的可以串接在一起作为一个检测线圈使用。
9.进一步的，多个线圈单元(321)的阵列排列的总厚度n小于线圈的径向宽度d2，传感器装置依照若干个线圈单元(321)组合的形状制作成为扁平形状。当扫描检测时，依据现场检测需求，超小径孔检测时选择线圈缠绕轴的横向为扫描检测方向，较大范围检测时选择线圈缠绕轴的轴向为扫描检测方向。
10.另外，传感器装置(3)还包括设置于检测线圈(32)外围缠绕的激励线圈(33)。或者，传感器装置(3)还包括设置于检测线圈(32)上方的若干个激励线圈(34)。激励线圈(33)和激励线圈(34)可以依据实际需要设置一种，或者两种检测线圈同时具备，同种类激励线圈的个数也可任意选择设计。
11.本发明还公开一种微电磁涡流传感器装置的检测方法，其特征在于使用以上任意一权利要求所述的检测装置，具体步骤如下：a.检测装置扫查方向选择：依据现场需要，超小径孔检测时选择线圈缠绕轴的横向为扫描检测方向，较大范围检测时选择线圈缠绕轴的轴向为扫描检测方向；b.检测线圈选择：选择检测线圈的线圈单元接通断开，以及选择各个线圈单元的串联或并联；c.检测数据收集：收集各个检测线圈单元或者串联线圈单元组合的检测信号数据，返回步骤a反复扫查多次；d.组合数据分析：对反复扫查多次的检测信号数据进行综合分析处理，可组合为一个全息图像分析。
12.多次反复扫查方向和线圈单元均可重新选择相同或不同的个数和联接方式，根据现场数据成像等的检测需求，进行相同或不同的扫查检测。
13.其中，所述的步骤b中的选择检测线圈及其连接方式中，使用编码器开关进行选择切换，还包括提取各线圈信号的强弱特性筛选检测线圈单元的检测数据。
14.据以上技术方案，本发明具有以下有益效果：一、本发明检测线圈为竖直方向设置，在大大减小检测装置的扫查检测方向上的宽度的同时，实现检测线圈单元体积并不需要太高的超小值范围要求，大大减小了检测装置中检测探头的制作难度；二、本发明检测装置的检测线圈中由多个竖直的线圈单元组成，通过编码软件选择线圈单元及其串接方式，更加灵活性的达到调节选择检测小范围的效果；三、本发明检测装置依据线圈单元的组合阵列排列的厚度小于单个线圈单元的径向宽度，而单个线圈单元的缠绕的长度更是远远小于线圈单元的径向宽度，更优化的选择为平面螺旋，即单个检测线圈单元非常之小，而且通过扫查检测方向的选择，可设置检测线圈为单个线圈单元的缠绕轴横向的扫查，即在扫查方向上实现检测面积即为检测线圈的线径，因此实现非常之小的单个检测扫描面；四、本发明在检测装置整体设置上依照线圈单元的排列厚度设置为扁平形状结构
的检测探头，在扫查检测时实现类似油漆刷的形状在横向和纵向方向上进行选择，实现更容易对准如航空发动机涡轮叶片气孔的超小径孔等的极小又复杂的检测面。
附图说明
15.图1为本发明最佳实施例的应用场景示意图；图2为本发明最佳实施例的一种结构示意图；图3为本发明最佳实施例的一种检测线圈放大的示意图；图4为本发明最佳实施例的平面螺旋检测装置的示意图；图5为本发明最佳实施例的平面螺旋圆形检测线圈放大的示意图；图6为本发明最佳实施例的平面螺旋方形检测线圈放大的示意图；图7为本发明最佳实施例的另一种平面螺旋检测装置的示意图；图8为本发明最佳实施例的另一种平面螺旋椭圆形状的两种检测线圈放大的示意图；图9为本发明最佳实施例的塔形螺旋检测线圈放大的示意图；图10为本发明最佳实施例的检测线圈单元在不同水平高度的检测装置的示意图；图11为本发明最佳实施例的检测线圈单元在不同水平高度的检测线圈放大的示意图；图12为本发明最佳实施例的平面螺旋检测线圈单元在不同水平高度的检测线圈放大的示意图；图13为本发明最佳实施例的塔形检测线圈单元在不同水平高度的检测装置的示意图；图14为本发明最佳实施例的塔形检测线圈单元在不同水平高度的检测线圈放大的示意图；图15为本发明最佳实施例的方法流程示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
17.如图1、至图13所示，一种微电磁涡流传感器装置，用于航空飞机发动机涡轮叶片1等的通气孔11的裂纹缺陷12的无损检测技术，通过引线21连接于检测仪器2，传感器装置3包括控制器31、检测线圈32，其特征在于所述检测线圈32为若干个缠绕方向面竖直设置的阵列线圈单元321；其中，所述的线圈单元321设置为至少一匝的螺旋缠绕式线圈，螺旋线圈缠绕高度l小于线圈径向高度d1。
18.进一步的，线圈单元321设置为缠绕中心轴在同一水平直线aa上的多个相同螺旋线圈并列竖直排列，螺旋线圈为柱形螺旋线圈、平面螺旋线圈、塔形螺旋线圈的任一种的多个线圈单元321。如图3中的柱形螺旋线圈单元结构，图4至图8分别为圆形、方形、椭圆平面螺旋线圈的示意结构，和图9中的塔形。正常情况下，如图3中所示，并排的多个线圈单元321的总厚度n小于线圈的径向宽度d2，当扫描检测时，依据现场检测需求，超小径孔检测时选择线圈缠绕轴的横向为扫描检测方向，较大范围检测时选择线圈缠绕轴的轴向为扫描检测方向。
19.另一种方式，线圈单元321设置为缠绕中心轴在不同高度的水平直线aa和bb上的多个相同螺旋线圈并列竖直排列，螺旋线圈为柱形螺旋线圈、平面螺旋线圈、塔形螺旋线圈的任一种的多个线圈单元321。其中，如图10和图12中的检测装置示意图，线圈单元321设置为不同高度时，依照线圈单元321组合的尖凸形状传感器装置设置为笔尖状结构，当扫查时，适当的倾斜形成线圈与被检测件的检测面提离值相等，且更方便于扫查时的视线效果。如图10和图11中柱形螺旋线圈在不同水平线高度的对称形检测单元的示意图，以及图13和图14中塔形螺旋结构在不同水平高度的示意图。
20.以及，检测线圈的多个线圈单元321设置为缠绕方向彼此相同的多个线圈，每个线圈节点引线3211可以单独接出信号，也可以串接在一起作为一个检测线圈使用。或者，多个线圈单元321设置为缠绕方向不同的两种线圈对称设置，每个线圈节点引线3211可以单独接出信号，同一半边的可以串接在一起作为一个检测线圈使用。
21.进一步的，多个线圈单元321的阵列排列的总厚度n小于线圈的径向宽度d2，传感器装置依照若干个线圈单元321组合的形状制作成为扁平形状。当扫描检测时，依据现场检测需求，超小径孔检测时选择线圈缠绕轴的横向为扫描检测方向，较大范围检测时选择线圈缠绕轴的轴向为扫描检测方向。
22.另外，如图2中所示，传感器装置3还包括设置于检测线圈32外围缠绕的激励线圈33。或者，传感器装置3还包括设置于检测线圈32上方的若干个激励线圈34。激励线圈33和激励线圈34可以依据实际需要设置一种，或者两种检测线圈同时具备，同种类激励线圈的个数也可任意选择设计。
23.如图15所示，本发明还公开一种微电磁涡流传感器装置的检测方法，其特征在于使用以上任意一权利要求所述的检测装置，具体步骤如下：a.检测装置扫查方向选择：依据现场需要，超小径孔检测时选择线圈缠绕轴的横向为扫描检测方向，较大范围检测时选择线圈缠绕轴的轴向为扫描检测方向；b.检测线圈选择：选择检测线圈的线圈单元接通断开，以及选择各个线圈单元的串联或并联；c.检测数据收集：收集各个检测线圈单元或者串联线圈单元组合的检测信号数据，返回步骤a反复扫查多次；d.组合数据分析：对反复扫查多次的检测信号数据进行综合分析处理，可组合为一个全息图像分析。
24.多次反复扫查方向和线圈单元均可重新选择相同或不同的个数和联接方式，根据现场数据成像等的检测需求，进行相同或不同的扫查检测。
25.其中，所述的步骤b中的选择检测线圈及其连接方式中，使用编码器开关进行选择切换，还包括提取各线圈信号的强弱特性筛选检测线圈单元的检测数据。
26.以上为本发明的其中一种实施方式。此外，需要说明的是，凡依本专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本专利的保护范围内。