一种基于伞状探针结构的微裂纹检测装置的制作方法

1.本发明涉及微裂纹检测装置技术领域，尤其是涉及一种基于伞状探针结构的微裂纹检测装置。


背景技术：

2.强绝缘或高阻抗容器，包括但不限于玻璃、陶器、瓷器、塑料、木质、竹质等，广泛应用于液体、粉剂、悬浮剂、颗粒等产品的包装。
3.目前针对上述容器的密封性检测，在工业现场没有一种可以快速、稳定且可靠的方法及装置。此类容器的密封性仍然依靠人工目检可视缺陷或灌装后长时间静止观察有无渗漏现象等落后且不可靠的手段进行检测。目前同类研究方面出现的所有检测方法，包括长时间静置称重、负压检测、电子嗅觉(渗漏乙醇浓度)检测等，均无法满足工业现场快速、稳定、可靠的检测要求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于伞状探针结构的微裂纹检测装置，针对玻璃、陶瓷等强绝缘或高阻抗容器，在容器内外建立两个具有电势差的电场，通过对电场参数变化的检测，实现对容器密封缺陷(针眼、微裂纹等)的检测或潜在缺陷(未贯穿裂纹等)的预警。出现缺陷时，电场放电需要配合尖端结构，且电极尖端距离缺陷越近，越容易产生击穿。本结构极大程度解决了缺陷部位尽可能离电极尖端近的问题。
5.本发明提供一种基于伞状探针结构的微裂纹检测装置，包括金属杆和底座，所述金属杆设于所述底座的上方，所述底座用于放置绝缘容器，所述金属杆的底端设有放射型伞状探针结构，所述底座可上下垂直移动，进而所述放射型伞状探针结构可在绝缘容器内部实现尖端放电，致使它附近的空气被电离而产生气体放电。
6.优选地，所述放射型伞状探针结构由若干个l型探针组成，所述探针的短边为探针杠杆端，所述探针的长边为探针放电端，所述探针杠杆端与所述探针放电端的相交处设有探针安装孔，所述金属杆的底部设有探针基座，所述若干个探针通过探针安装孔与所述探针基座的底端进行铰接。
7.优选地，所述探针放电端的末端为针状结构。
8.优选地，所述探针由环形圈固定于所述探针基座上，所述环形圈贯穿于每个所述探针安装孔，每个所述探针可绕所述环形圈完成展开和闭合。
9.优选地，每个所述探针展开后呈伞状结构且所述探针放电端指向所述绝缘容器的内壁。
10.优选地，所述金属杆内部设有探针顶杆，探针顶杆的底端设有顶杆凹槽，所述探针杠杆端插入顶杆凹槽内，每个所述探针伴随探针顶杆的上下运动进而绕所述环形圈完成展开和闭合。
11.优选地，所述探针放电端的长度小于所述绝缘容器内部的半径。
12.优选地，所述探针顶杆的上部连接有驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述探针顶杆上下运动。
13.优选地，所述驱动装置为气缸。
14.优选地，所述底座由伺服电机控制进行上下和旋转运动。
15.有益效果：
16.本发明针对玻璃、陶瓷等强绝缘或高阻抗容器，在容器内外建立两个具有电势差的电场，通过对电场参数变化的检测，实现对容器密封缺陷(针眼、微裂纹等)的检测或潜在缺陷(未贯穿裂纹等)的预警。出现缺陷时，电场放电需要配合尖端结构，且电极尖端距离缺陷越近，越容易产生击穿。本结构极大程度解决了缺陷部位尽可能离电极尖端近的问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明整体示意图；
19.图2为本发明探针顶杆示意图；
20.图3为本发明探针结构示意图；
21.图4为本发明探针安装示意图；
22.图5为本发明探针进瓶示意图；
23.图6为本发明探针打开示意图。
24.附图标记说明：1-金属杆、2-底座、3-空瓶、4-探针杠杆端、5-探针放电端、6-探针安装孔、7-探针基座、8-环形圈、9-探针顶杆、10-顶杆凹槽、11-气缸、12-环形金属侧壁。
具体实施方式
25.下面将结合实施例对本发明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。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以
是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.实施例1
29.一种基于伞状探针结构的微裂纹检测装置，如图1-6所示，包括金属杆1和底座2，金属杆1设于底座2的上方，底座2用于放置空瓶3，本实施例中的绝缘容器为空瓶，金属杆1的底端设有放射型伞状探针结构，放射型伞状探针结构由若干个l型探针组成，探针的短边为探针杠杆端4，探针的长边为探针放电端5，探针放电端5的末端为针状结构，探针杠杆端4与探针放电端5的相交处设有探针安装孔6，金属杆1的底部设有探针基座7，若干个探针通过探针安装孔6与探针基座7的底端进行铰接，铰接的方式为探针由环形圈固定于探针基座7上，环形圈贯穿于每个探针安装孔，每个探针可绕环形圈完成展开和闭合，每个探针展开后呈伞状结构指向空瓶3的内壁。金属杆1内部设有探针顶杆9，探针顶杆9的底端设有顶杆凹槽10，探针杠杆端4插入顶杆凹槽10内，每个探针伴随探针顶杆9的上下运动进而绕环形圈完成展开和闭合，探针放电端5的长度小于空瓶3内部的半径，探针顶杆9的上部连接有气缸11，气缸11用于驱动探针顶杆9上下运动。空瓶3的外侧设有环形金属侧壁12，底座2可上下垂直移动，进而放射型伞状探针结构可在空瓶3内部实现尖端放电，瓶子的外壁的环形金属侧壁12不带电，由此形成了内外的电势差，致使它附近的空气被电离而产生气体放电。
30.工作原理：
31.电极尖端距离缺陷越近，越容易产生击穿。尖端放电击穿电压与距离近似为正比关系，即距离越远击穿电压越高。电极尖端距离破损点尽量靠近。设总击穿距离d＝d1 d2 d3，其中d1为电极尖端到容器内壁破裂处的距离，d2为容器厚度，d3为容器到外罩(即外侧环形金属侧壁)的距离。由于外罩为沿容器形状封闭设置，所以d2和d3基本不变，并且不易改变。d越小，所需要的击穿电压越低，也就越容易形成击穿。所以需要尽可能减少d1。由于破损位置事先不可知，所以需要电极尽量靠近玻璃或陶瓷内壁各处。因此尖端采用放射型伞状探针结构。与此同时，相对于尖端放电检测时的放射型伞状探针结构，因大部分容器都是缩口结构(比如瓶)，进入容器时却需要尽可能缩小横截面积以达到顺畅进入容器口的目的，需要特殊结构能保持并切换这两种状态。探针包含杠杆端及放电端两部分，两部分连接处有安装孔。安装孔将所有探针用环形圈穿接起来，杠杆端向内，放电端向外；环形圈内部有探针顶杆上下活动，进瓶时，探针顶杆向上收起，探针保持缩紧状态；进瓶后准备检测时，探针顶杆向下移动，推动杠杆端向下，放电端向外打开，呈放射型伞状结构。
32.工作和使用过程：
33.探针结构由探针杠杆端、探针放电端和安装孔三部分构成(详见图2)，放电端长度根据容器横截面半径而定，以探针能正常打开为标准。探针由环形圈固定于探针基座上，探针杠杆端插入顶杆凹槽内，探针顶杆由气缸带动上下活动，向上活动到极限时，凹槽下边缘上提探针，所有探针处于收紧状态；向下活动到极限时，凹槽上边缘下压探针，所有探针处于打开状态(详见图2、图4)。处于收紧状态时，探针可由容器口进入容器内，如图5所示；进入容器后，探针顶杆下压，探针处于打开状态。此时，探针顶杆同时充当导体功能，探针顶杆带电，连接探针即为带电体。同时旋转并上下移动底部容器(伺服电机带动)，保证容器内壁每个点都能有与探针尖端建立通道的最近位置。此时探针有尖端外形，且足够靠近容器内壁；外侧环形金属侧壁足够靠近容器外壁。因此结构针对的是玻璃、陶瓷等强绝缘或高阻抗
容器，正常容器密封完好情况下，不会产生任何因容器内外的电荷流动而产生击穿电流；但当容器有针眼、微裂纹等放电通道时，则会因电荷流动产生击穿电流，根据检测到的电流数值，判断针眼或微裂纹的大小，完成整个检测过程。因电子数量级很小，因此利用探针结构与尖端放电原理设计的整体产品，针对玻璃、陶瓷等强绝缘或高阻抗容器的渗漏情况，检测精度非常高。而且可以根据被检测物体具体情况(比如材质、密度等)，调节检测电压与探针长度，达到高精度区分合格品与不合格品的目的。
34.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。