一种基于交流电磁场的一体化水下检测探头

1.本发明涉及检测探头领域，尤其涉及一种基于交流电磁场的一体化水下检测探头。


背景技术：

2.交流电磁场检测(alternating current field measurement)技术是一种新兴的电磁场无损检测技术，通过检测探头中的激励线圈在工件表面感应出均匀的交变电流，电流在遇到缺陷时导致空间磁场畸变，探头中的检测模块采集工件上方畸变的电磁场信息并进行进一步的信号调理分析，便可以获得能够体现缺陷几何形状特征的尺寸信息，从而实现对缺陷的定量分析。该技术可以检测导电材料中的表面裂纹、断裂和其他缺陷，省掉了对待检测区域进行大面积的预清洗的工序，也无需提前去除工件表面的保护漆层。
3.海底管道、海洋平台等海工装备水下结构由于需要大量焊接作业，在焊缝及热影响区容易出现裂纹、腐蚀等缺陷，在使用交流电磁场技术进行检测作业时，经常将检测探头搭载于水下机器人上，通过控制中心对机器人输入控制命令，从而使前端机械臂所搭载的检测探头沿着待检区域进行扫查。在这个过程中存在水流和探头夹具的影响，水下机器人对探头的控制精度存在一定误差，使得检测效果达不到预期。本发明基于交流电磁场检测技术，提出一种一体化水下检测探头，配合水下机器人，可实现机器人与探头一体化，提高探头控制精度和系统检测能力。


技术实现要素：

4.本发明目的是针对现有技术的不足，利用交流电磁场检测技术，设计一种与机器人配合的一体化水下检测探头，实现水下机器人与检测探头一体化对水下焊缝进行检测。
5.本申请实施例提供一种基于交流电磁场的一体化水下检测探头。所述一体化水下检测探头包括检测探头、压缩弹簧、导向轴、直线轴承和法兰盘，所述检测探头包括探头壳体、激励磁芯、磁场传感器、信号放大器、水密芯连接器、探头压盖和安装螺钉，所述导向轴一端通过固定螺钉将其与探头压盖固定于一体，另一端通过圆柱销将其与法兰盘配合，所述直线轴承安装在法兰盘上并与导向轴配合，所述压缩弹簧安装在直线轴承的环形凹槽内同时压在探头外壳上，保证检测过程中检测探头紧贴检测工件，所述法兰盘通过安装螺钉与水下机器人配合为一体，可通过转动法兰盘改变检测探头角度。
6.所述探头壳体包含壳体主体、激励凹槽、探头检测凹槽和圆形安装孔，所述磁场传感器位于探头检测凹槽内，所述激励磁芯位于探头壳体激励凹槽内，并布置于磁场传感器的正上方，所述信号放大器安装于激励磁芯上方空间内，所述水密芯连接器通过圆形安装孔过盈配合安装在探头壳体的一侧，便于与信号线连接传输检测信号。
7.所述检测探头通过探头压盖进行密封安装，并在压盖内侧通过固定螺钉将导向轴与检测探头固定为一体，检测探头内部做防水耐压处理后，通过探头压盖上的安装螺纹孔进行密封。从而将检测探头、压缩弹簧、导向轴、直线轴承和法兰盘连接为一体，并通过法兰
盘与水下机器人配合，形成水下机器人-水下检测探头一体化结构。
8.与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：
9.(1)检测方法简单，不需要耦合剂，可以实现水下机器人-水下检测探头一体化测量；
10.(2)结构简单，减少夹具提离和水流扰动影响；
11.(3)节省人力，实现机器人自动化检测。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为本申请实施例中一体化水下检测探头的整体结构图
14.图2为本申请实施例中一体化水下检测探头的整体爆炸结构示意图
15.图3为本申请实施例中检测探头的爆炸结构示意图
16.图4为本申请实施例中导向轴的爆炸结构示意图
17.图5为本申请实施例中探头壳体的结构示意图
具体实施方式
18.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.本申请实施例提供一种基于交流电磁场的一体化水下检测探头。请参阅图1和图2，所述一体化水下检测探头包括检测探头10、压缩弹簧20、导向轴30、直线轴承40和法兰盘50；请参阅图3，所述检测探头10包括探头壳体101、探头压盖102、磁场传感器103、激励磁芯104、信号放大器105、水密芯连接器106和安装螺钉107；请参阅图4，所述导向轴30包括固定螺钉301、导向光轴302和圆柱销303，固定螺钉301位于检测探头10内，将探头压盖102与导向光轴302通过螺纹连接为一体；压缩弹簧20安装在导向轴30一端并贴合检测探头10，在导向轴30上端安装有直线轴承40和法兰盘50，直线轴承40内环形凹槽与压缩弹簧20配合进行预紧，保证检测过程中检测探头10紧贴检测工件，从而减少提离高度，法兰盘50通过安装螺钉与直线轴承40连接，并通过圆柱销303与导向轴30配合，法兰盘50与水下机器人连接，可通过转动法兰盘50改变检测探头10角度。
20.请参阅图5，所述探头壳体101包括壳体主体1011、激励凹槽1012、探头检测凹槽1013和圆形安装孔1014，所述磁场传感器103位于探头检测凹槽1013内，所述激励磁芯104位于激励凹槽1012内，并布置于磁场传感器103的正上方，所述信号放大器105安装于激励磁芯104上方空间内，所述水密芯连接器106通过圆形安装孔1014过盈配合安装在探头壳体101的一侧，便于与信号线连接传输检测信号。
21.所述检测探头10通过探头压盖102进行密封安装，并在探头压盖102内侧通过固定
螺钉301将导向轴30与检测探头10固定为一体，检测探头10内部做防水耐压处理后，通过探头压盖102上的安装螺纹孔用安装螺钉107进行密封，从而将检测探头10、压缩弹簧20、导向轴30、直线轴承40和法兰盘50连接为一体，并通过法兰盘50与水下机器人配合，形成水下机器人-水下检测探头一体化结构。


技术特征：
1.一种基于交流电磁场的一体化水下检测探头，其特征在于，包括检测探头、压缩弹簧、导向轴、直线轴承和法兰盘；所述检测探头固定在所述导向轴上，通过直线轴承和压缩弹簧改变贴合力度；所述导向轴一端通过固定螺钉将其与检测探头固定为一体，另一端通过圆柱销将其与法兰盘配合，所述直线轴承安装在法兰盘上并与导向轴配合，所述压缩弹簧安装在直线轴承的环形凹槽内同时压在探头外壳上，保证检测过程中检测探头紧贴检测工件，所述法兰盘通过安装螺钉与水下机器人配合为一体，通过转动法兰盘改变检测探头角度。2.如权利要求1所述的一种基于交流电磁场的一体化水下检测探头，其特征在于，所述检测探头包括探头壳体、激励磁芯、磁场传感器、信号放大器、水密芯连接器、探头压盖和安装螺钉；所述探头壳体包含壳体主体、激励凹槽、探头检测凹槽和圆形安装孔，所述磁场传感器位于探头检测凹槽内，所述激励磁芯位于探头壳体激励凹槽内，并布置于磁场传感器的正上方，所述信号放大器安装于激励磁芯上方空间内，所述水密芯连接器通过圆形安装孔过盈配合安装在探头壳体的一侧，便于与信号线连接传输检测信号。3.如权利要求1所述的一种基于交流电磁场的一体化水下检测探头，其特征在于，所述检测探头通过探头压盖进行密封安装，并在压盖内侧通过固定螺钉将导向轴与检测探头固定为一体，检测探头内部做防水耐压处理后，通过探头压盖上的安装螺纹孔进行密封，从而将检测探头、压缩弹簧、导向轴、直线轴承和法兰盘连接为一体，并通过法兰盘与水下机器人配合，形成水下机器人-水下检测探头一体化结构。

技术总结
本发明提供一种基于交流电磁场的一体化水下检测探头，包括检测探头、压缩弹簧、导向轴、直线轴承和法兰盘。检测探头与导向轴固定为一体，由探头压盖和固定螺钉进行固定，直线轴承安装在法兰盘上并与导向轴配合，压缩弹簧安装在直线轴承的环形槽内同时压在探头外壳上，保证检测过程中检测探头紧贴检测工件，导向轴通过圆柱销将其与法兰盘配合，法兰盘通过安装螺钉与水下机器人配合，形成水下机器人-水下检测探头一体化结构。水下检测探头一体化结构。水下检测探头一体化结构。


技术研发人员：李春棚 袁新安 汪光祖 丁建喜 唐鑫 袁亚星 刘杰
受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）
技术研发日：2022.04.07
技术公布日：2022/7/25