一种外穿式弹性阵列线圈涡流检测探头的制作方法

1.本实用新型属于小管径管材或棒材的无损检测领域，具体涉及一种外穿过式弹性阵列线圈涡流检测探头。


背景技术：

2.目前小管径管材或棒材由于其自身结构特点一般使用外穿过式轴绕式探头实施涡流检测，该方法只能检测出缺陷的大小和位置，无法确定缺陷的性质和三维形貌，同时由于管材(棒材)的端部效应影响，会出现端部盲区，存在端部附近漏检的风险，该检测探头存在一定的局限性。以核电厂燃料棒为例，它是由壁厚约0.5毫米的锆合金包壳内部包裹核燃料，两端分别加一端塞进行焊接密封，它是防止核泄漏的第一道安全屏障，因此对外部包壳的检查尤其重要。由于燃料棒只能从外部进行检测，目前国内外主要采用外穿轴绕式线圈探头进行涡流检测，该技术可以发现缺陷的位置和大小，但是无法对发现的缺陷进行定性(如裂纹和磨损等)。随着涡流阵列技术的日趋成熟，在阵列技术的基础上开发了一种外穿式弹性阵列线圈涡流检测探头，可对燃料棒产生的缺陷进行定性分析，并制定相应的措施来避免由于相同原因造成燃料组件再次损伤，保障燃料组件在运行期间的安全可靠。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种外穿过式弹性阵列线圈涡流检测探头，以对外穿过弹性轴绕式线圈涡流探头所发现的缺陷进行定性和三维形貌重现，从而更好的为缺陷的原因分析提供依据。
4.本实用新型的技术方案如下：一种外穿过式弹性阵列线圈涡流检测探头，包括连接在一起的弹性阵列线圈涡流探头和弹性轴绕式线圈涡流探头。
5.所述的弹性阵列线圈涡流探头为柱状的通孔结构。
6.所述的弹性轴绕式线圈涡流探头为柱状的通孔结构。
7.所述的弹性阵列线圈涡流探头包括外壳，外壳内设有阵列骨架和阵列滑块，阵列骨架和阵列滑块固定连接，阵列滑块的中间开有通孔并设置有线圈，线圈的中间固定有铁氧体磁芯，阵列滑块的外围套有环形弹簧。
8.所述的外壳为空心的筒状结构。
9.所述的阵列骨架中间部位均开有通孔。
10.所述的阵列骨架和多个阵列滑块固定连接。
11.本实用新型的有益效果在于：其中铁氧体磁芯安装在小直径扁平线圈的中心，再一同安装到阵列滑块中形成一个检测单元，该检测单元对受检管材(或棒材)表面及内表面具有很高的检测灵敏度，并且可以有效降低端部效应的影响。多个检测单元安装到阵列滑块的滑槽中，阵列滑块的滑槽采用两层错位的排列结构，每层排布6个检测单元，两层共12个，可以密布在受检管材(或棒材)的周向位置。环形弹簧安装在阵列骨架的凹槽内，环形弹簧产生压力使阵列滑块弹出并与受检管材(或棒材)外表面贴合，使阵列线圈的填充率达到
100％，保证阵列线圈检测的稳定性，如果受检管材(或棒材)有变形或肿胀等形变，阵列滑块可以随着变形或肿胀自如收缩并始终与外表面贴合，有效防止探头卡住的风险。
附图说明
12.图1为本实用新型所提供的一种外穿过式弹性阵列线圈涡流检测探头示意图；
13.图2为图1的剖视图；
14.图3为图1的侧面剖视图；
15.图4为图1的局部剖视图；
16.图5为图1的局部剖视图。
17.图中：1受检管材，2弹性阵列线圈涡流探头，3弹性轴绕式线圈涡流探头，21外壳，22阵列骨架，23环形弹簧，24阵列滑块，25线圈，26铁氧体磁芯。
具体实施方式
18.下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
19.本实用新型的外穿式弹性阵列线圈涡流探头，其检测速度快，灵敏度高，可对缺陷类型进行定性，也可根据各周向均分的阵列线圈形成缺陷三维形貌。该探头采用了具有创新性的结构设计，提高了探头填充系数，避免了检查过程中由于变形或肿胀等结构变化引起的卡塞风险。外穿式弹性阵列线圈涡流探头结构原理是由多个扁平线圈同时对管材(或棒材)外表面进行检测，扁平线圈在管材(或棒材)的周向位置阵列分布，与其外表面相切，在相切处的填充率可以达到100％。扁平线圈采用直径非常小的扁平结构，可以消除管材(或棒材)内部结构对涡流信号的影响，并且扁平结构线圈中心增加了铁氧体磁芯使涡流信号更加聚焦，从而减小了线圈端部效应的影响。本实用新型可以与外穿式弹性轴绕式线圈涡流探头同时实施，对管材(或棒材)进行全覆盖检测，弥补了传统外穿过轴绕式线圈探头的不足之处。
20.如图1所示，一种外穿过式弹性阵列线圈涡流检测探头，包括弹性阵列线圈涡流探头2和弹性轴绕式线圈涡流探头3，弹性阵列线圈涡流探头2和弹性轴绕式线圈涡流探头3连接在一起，且均为柱状的通孔结构，受检管材1穿过弹性阵列线圈涡流探头2和弹性轴绕式线圈涡流探头3中间的通孔。
21.如图2
‑
4所示，弹性阵列线圈涡流探头2包括空心的筒状外壳21，外壳21内安装有阵列骨架22和阵列滑块24，阵列骨架22中间部位均开有通孔，阵列骨架22和多个阵列滑块24固定连接，本实施例中的阵列滑块24为12个，阵列滑块24的中间开有通孔并设置有线圈25，线圈25的中间固定有铁氧体磁芯26，阵列滑块24的外围套有环形弹簧23。
22.本实用新型具有如下特点：
23.采用小直径扁平线圈和铁氧体磁芯来提高管材(或棒材)的检测灵敏度，降低端部涡流边缘信号的影响，并结合外穿式弹性线圈涡流探头实现管材(或棒材)涡流检测区域全覆盖。
24.采用小直径线圈和多层错位的排列方式，层数根据管材(或棒材)的外径大小有所不同，需要使扁平线圈阵列密布在受检对象的周向位置，提高检测灵敏度，线圈直径小于2mm。
25.采用弹性结构使阵列线圈的填充率达到100％，并且可以有效避免因管材(或棒材)结构形变引起的卡塞风险。
26.将外穿式弹性阵列线圈涡流探头固定到特定的检查装置上，在用延长电缆连接到涡流仪上，将受检管材(或棒材)一端以一定速度匀速穿过外穿式弹性阵列线圈涡流探头的中心孔轴向位置，此时阵列骨架带动扁平线圈沿径向扩展，同时在环形弹簧的作用下与受检管材(或棒材)的外表面紧密贴合，以此来检查受检管材(或棒材)的缺陷。


技术特征：
1.一种外穿式弹性阵列线圈涡流检测探头，其特征在于：包括连接在一起的弹性阵列线圈涡流探头和弹性轴绕式线圈涡流探头；所述的弹性阵列线圈涡流探头包括外壳，外壳内设有阵列骨架和阵列滑块，阵列骨架和阵列滑块固定连接，阵列滑块的中间开有通孔并设置有线圈，线圈的中间固定有铁氧体磁芯，阵列滑块的外围套有环形弹簧。2.如权利要求1所述的一种外穿式弹性阵列线圈涡流检测探头，其特征在于：所述的弹性阵列线圈涡流探头为柱状的通孔结构。3.如权利要求1所述的一种外穿式弹性阵列线圈涡流检测探头，其特征在于：所述的弹性轴绕式线圈涡流探头为柱状的通孔结构。4.如权利要求1所述的一种外穿式弹性阵列线圈涡流检测探头，其特征在于：所述的外壳为空心的筒状结构。5.如权利要求1所述的一种外穿式弹性阵列线圈涡流检测探头，其特征在于：所述的阵列骨架中间部位均开有通孔。6.如权利要求1所述的一种外穿式弹性阵列线圈涡流检测探头，其特征在于：所述的阵列骨架和多个阵列滑块固定连接。

技术总结
本实用新型公开了一种外穿式弹性阵列线圈涡流检测探头，包括连接在一起的弹性阵列线圈涡流探头和弹性轴绕式线圈涡流探头。所述的弹性阵列线圈涡流探头为柱状的通孔结构。所述的弹性轴绕式线圈涡流探头为柱状的通孔结构。其有益效果在于：对外穿过弹性轴绕式线圈涡流探头所发现的缺陷进行定性和三维形貌重现，从而更好的为缺陷的原因分析提供依据。而更好的为缺陷的原因分析提供依据。而更好的为缺陷的原因分析提供依据。


技术研发人员：肖镇官 崔洪岩 赵德华 石志彬 黄灿 王万国 曾玉华
受保护的技术使用者：中核武汉核电运行技术股份有限公司
技术研发日：2020.12.22
技术公布日：2021/12/16