[发明专利]一种导电结构表面多裂纹的涡流检测探头及其检测方法

权利要求书

1.一种检测金属结构表面多裂纹缺陷的涡电流探头，其特征在于：包括有激励线圈阵列与检测线圈阵列；

激励线圈阵列由与被检测结构(5)表面平行的平面线圈阵列(1a)、(1b)和与被检测结构(5)表面垂直的线圈(2a)、(2b)、(2c)组成；

检测线圈阵列由与被检测结构(5)表面平行的平面线圈阵列(4a)、(4b)、(4c)、(4d)、(4e)、(4f)、(4g)、(4h)和与被检测结构(5)表面垂直的线圈阵列(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)组成。

2.根据权利要求1所述的检测导电结构表面多裂纹的探头，其特征在于：平面激励线圈(1a)、(1b)呈矩形，且矩形的长与宽之比大于3，平面矩形激励线圈(1a)与(1b)的尺寸相同，数量至少为两个，(1a)与(1b)相互之间平行排列。

3.根据权利要求1所述的检测导电结构表面多裂纹的探头，其特征在于：垂直方向激励线圈(2a)、(2b)、(2c)呈矩形，数量至少为三个，各线圈的尺寸相同，都垂直于被检测结构(5)表面，且相互之间平行排列；

两个平面激励线圈(1a)与(1b)位于三个垂直方向激励线圈(2a)、(2b)、(2c)之间。

4.根据权利要求1所述的检测导电结构表面多裂纹的探头，其特征在于：垂直方向检测线圈(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)呈矩形，与平面激励线圈(1a)、(1b)所在平面相垂直，各垂直方向检测线圈的尺寸相同，每个平面激励线圈(1a)或(1b)上方垂直方向检测线圈的数量至少为4个，各垂直方向检测线圈之间等间距平行排列。

5.根据权利要求1所述的检测导电结构表面多裂纹的探头，其特征在于：平面检测线圈(4a)、(4b)、(4c)、(4d)、(4e)、(4f)、(4g)、(4h)呈矩形，平行于被检测结构(5)表面，各平面矩形检测线圈的尺寸相同，位于等间距排列垂直方向检测线圈(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)与平面激励线圈(1a)、(1b)的边框之间。

6.一种金属结构表面多裂纹缺陷的涡电流检测方法，其特征在于：激励线圈阵列(2a)、(2b)、(2c)与(1a)、(1b)分别在被检测结构(5)表面一个较大的区域产生不同方向的电磁场(9)与涡电流(11)，在电磁场(9)与涡电流(11)的通路上，被检测结构(5)表面裂纹(6)、(7)或(8)的存在将会引起电磁场(9)与涡电流(11)的扰动；

通过平面检测线圈(4a)、(4b)、(4c)、(4d)、(4e)、(4f)、(4g)、(4h)可感测电磁场(9)的变化；

通过垂直方向检测线圈(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)可感测涡电流(11)的变化；

利用此探头感测线圈阵列可以同时检测导电结构(5)表面不同位置邻近分布多个裂纹(6)、(7)或(8)的存在。可以确定裂纹的数量，并根据获得裂纹信号(10)的检测线圈的不同判断裂纹的不同方向，并根据所获得缺陷信号(10)的分布及幅度可判断裂纹的形状。

7.根据权利要求6所述的检测导电结构表面多裂纹的方法，其特征在于：在被检测导电结构(5)表面与垂直方向检测线圈(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)平行的裂纹(6)、(7)，可以通过垂直方向检测线圈对平面激励线圈(1a)、(1b)产生的涡电流(11)受裂纹(6)或(7)扰动变化引起磁场变化的检测实现；

平面激励线圈(1a)、(1b)激发的涡电流(11)在遇到与垂直方向检测线圈(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)相平行的裂纹时将沿裂纹分流，这个被分流的涡电流(11)可以被与该裂纹最近的垂直方向检测线圈检测到，体现在该线圈信号(10)的幅值变化最大。据此可知在该线圈附近有与该垂直方向检测线圈相平行的裂纹。

8.根据权利要求6所述的检测导电结构表面多裂纹的方法，其特征在于：垂直方向激励线圈(2a)、(2b)、(2c)激发的与该线圈表面垂直的磁通(9)在遇到与垂直方向检测线圈(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)垂直的裂纹(8)时受到该裂纹的扰动后使磁通方向改变，将有垂直被检测结构(5)表面的磁通分量产生，这个磁通分量在平面检测线圈(4a)、(4b)、(4c)、(4d)、(4e)、(4f)、(4g)、(4h)中某一个与该裂纹最近的线圈中产生最大的信号(10)幅度，据此可知在该检测线圈附近有与垂直方向检测线圈(3a)、(3b)、(3c)、(3d)、(3e)、(3f)相垂直的裂纹(8)。