[发明专利]一种适用特殊结构焊缝检查的涡流柔性阵列探头

说明书

本发明属于一种涡流柔性阵列探头技术领域，具体涉及一种适用特殊结构焊缝检查的涡流柔性阵列探头；该探头包括探头支撑与贴合结构，磁场激励模块和磁场检测模块；所述探头支撑与贴合结构，磁场激励模块和磁场检测模块依次叠放，所述探头支撑与贴合结构，磁场激励模块和磁场检测模块之间通过非导电非导磁的粘合胶水形成粘接层进行粘接；所述磁场激励模块与磁场检测模块通过磁场进行耦合，磁场激励模块在被检样件表面激发出涡流场，涡流场被被检样件表面缺陷扰动后产生畸变磁场信号，磁场检测模块拾取畸变的磁场信号，实现被检样件缺陷的检查。

技术领域

本发明属于一种涡流柔性阵列探头技术领域，具体涉及一种适用特殊结构焊缝检查的涡流柔性阵列探头。

背景技术

核电系统的一回路存在着诸多复杂的焊缝结构如压力容器顶盖贯穿件连接焊缝(J型焊缝)、反应堆控制棒驱动机构密封焊缝(Ω焊缝)和压力容器的底部贯穿件的连接焊缝(J型焊缝)等，由于这些焊缝都是承压边界，在实际运行过程中产生缺陷的可能性极大，为了有效的监控这类缺陷，现阶段已使用了超声、常规涡流等方法，但是由于其结构的复杂性，都难以满足检测要求。

Ω焊缝是反应堆控制棒驱动机构与反应堆顶盖杯座之间的连接密封焊缝，是一回路压力边界的特殊密封焊缝，它长期处于振动环境之中，内部受高温高压及腐蚀性的一回路介质(硼酸水)的作用，特别是停堆和开堆时温度的变化会促使焊缝内部存在的焊接缺陷扩展，是核一级部件的薄弱环节。Ω焊缝母材内环为0Cr18Ni12Mo2Ti，填充材料为0Cr18Ni9Ti，母材与焊缝热影响区组织为铁素体+奥氏体，晶粒度为6-7级，焊缝组织为δ铁素体+奥氏体，而且焊缝区域、热影响区域以及木材区域均具有一定的弱磁性。

Ω焊缝是半径小，曲率大，壁厚薄的半圆环形焊缝，焊缝内、外表面成型较差(焊缝余高高低不平)。Ω焊缝母材厚度为3mm，但焊缝区域由于焊缝内外表面存在余高其厚度一般在5mm左右，焊缝外表面余高约为0.5mm、焊缝宽度约为6～7mm，具体结构如图1所示。这种情况下，外表面可供换能器良好接触的表面小，给涡流检验带来了表面提离效应大和渗透深度不够等问题。

针对这种特殊结构焊缝的涡流检测，换能器的设计相当重要，现阶段已经开展了很多研究，包括了在仿形结构的贴合弧面上布置了多个点式，正交，差分等线圈的结构，但是大多采用的是基于自发自收的信号激励和接收模式，此种模式有设计简单和线圈布置的简单性等特点，但是由于焊缝区域的本底噪声，以及焊缝区域以及母材区域的弱磁性，对于信号的分辨以及检出造成了较大影响，有时候甚至难以检出。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用特殊结构焊缝检查的涡流柔性阵列探头，解决Ω焊缝的磁场激发和信号拾取分离的收发模式以及良好贴合等问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种适用特殊结构焊缝检查的涡流柔性阵列探头，该探头包括探头支撑与贴合结构，磁场激励模块和磁场检测模块；

所述探头支撑与贴合结构，磁场激励模块和磁场检测模块依次叠放，所述探头支撑与贴合结构，磁场激励模块和磁场检测模块之间通过非导电非导磁的粘合胶水形成粘接层进行粘接；

所述磁场激励模块与磁场检测模块通过磁场进行耦合，磁场激励模块在被检样件表面激发出涡流场，涡流场被被检样件表面缺陷扰动后产生畸变磁场信号，磁场检测模块拾取畸变的磁场信号，实现被检样件缺陷的检查。

该探头还包括激励电源模块和信号处理单元；激励电源模块分别与磁场激励模块电连接，为磁场激励模块提供电流；信号处理单元与磁场检测模块电连接，信号处理单元处理磁场检测模块拾取畸变的磁场信号，实现被检样件缺陷的检查。

所述探头支撑与贴合结构包括第一滑块，第二滑块，第三滑块，第一支撑件，第二支撑件，第三支撑杆，导向槽和伸缩控制单元；

所述探头支撑与贴合结构为富有弹性且非导磁非导电材料；