[发明专利]一种用于钢轨焊缝检测的涡流检测探头及其检测方法

说明书

本发明涉及一种用于钢轨焊缝检测的涡流检测探头及其检测方法，采用横向线圈和纵向线圈十字交叉而成的线圈组，使探头同时具有横向和纵向两个感应方向，大大降低了钢轨表面粗糙、颗粒、锈蚀等检测工作所产生的影响，使得探头对钢轨表面的粗糙、颗粒、锈蚀等不敏感，能够有效抑制检测工作中产生的噪声，具有更高的检测适应性；而钢轨上的裂纹具有方向性，使得横向线圈和纵向线圈对裂纹所产生的两个信号无法进行抵消，具有更好的检测力和灵敏度，从而提高裂纹的检出率。

技术领域

本发明涉及涡流检测技术领域，尤其涉及一种用于钢轨焊缝检测的涡流检测探头及其检测方法。

背景技术

目前，高铁所采用的钢轨基本都为通过焊接而成的无缝钢轨。无缝钢轨在焊接过程中，在焊接融合区域，特别是焊缝的边界线上，极易产生细小的裂纹缺陷。这些裂纹缺陷由于焊缝表面状态复杂，往往很难通过直接观察发现，如不及时发现处理，当高速铁路经过时极易在裂纹缺陷处形成应力集中，导致钢轨瞬间断裂，给列车的安全运行带来极大的安全隐患，因此，钢轨焊缝表面的微小裂纹已经成为钢轨检测工作中的重点检测部位。

目前，用于钢轨焊缝表面裂纹的检测方法主要有超声检测、磁粉检测、涡流检测等，其中超声检测已经解决焊缝内部大部分的缺陷，能够得到很好的检测效果。但是，对于处在焊缝表面的边界表面的裂纹，现有的检测方法存在以下缺陷：

（1）超声检测的检出率低，容易误判；

（2）磁粉检测一方面由于磁轭较大，不易实施操作，另一方面焊缝表面不规格容易导致检测灵敏度低，而且需要清洗打磨被检测面，增大工作量的同时也造成一定的环境污染；

（3）涡流检测在具体的实践中，由于焊缝表面粗糙锈蚀以及焊缝边界位置端部效应，特别是边界弯曲部分提离效果大，导致探头无法扫查，检测重复性差，很难取得良好的检测效果。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种用于钢轨焊缝检测的涡流检测探头，这种涡流检测探头具有更高的检测适应性，降低钢轨焊缝表面实际状况对检测的影响，提高钢轨焊缝裂纹的检出率。采用的技术方案如下：

一种用于钢轨焊缝检测的涡流检测探头，包括探头外壳，以及设置在探头外壳中的磁芯、线圈骨架和检测线圈，磁芯设置在线圈骨架内部，检测线圈绕在线圈骨架上，检测线圈的引出线伸出到探头外壳的外面，其特征在于：所述线圈骨架设有横向缠绕槽和纵向缠绕槽，横向缠绕槽、纵向缠绕槽相互交叉呈十字状；所述检测线圈由多组线圈组构成，每组线圈组由一个横向线圈和一个纵向线圈十字交叉而成，横向线圈缠绕在横向缠绕槽上，纵向线圈缠绕在纵向缠绕槽上，各个横向线圈均由第一导线连续绕制而成，各个纵向线圈均由第二导线连续绕制而成；属于同个线圈组的横向线圈和纵向线圈的几何中心重合，各个横向线圈和各个纵向线圈在交叉重叠处构成所述涡流检测探头的检测面；在所有的线圈组中，存在任意的两个线圈组，其中一组线圈组的横向线圈处于纵向线圈的上方，另一组的线圈组的横向线圈处于纵向线圈的下方。

钢轨表面经常会具有粗糙、颗粒、锈蚀等情况，由于常规的涡流检测探头的线圈都是单向的，采用常规的探头对钢轨表面进行涡流检测时，会相应地产生非常大的干扰信号，影响钢轨检测的准确率。采用横向线圈和纵向线圈十字交叉而成的线圈组，使探头同时具有横向和纵向两个感应方向。由于钢轨表面的粗糙、颗粒、锈蚀等不具有感应的方向性，对横向线圈和纵向线圈的影响是同等的，横向线圈和纵向线圈均能对其产生一样大的信号，经过一定的电路处理后，这两个信号能够互相抵消，大大降低了钢轨表面粗糙、颗粒、锈蚀等检测工作所产生的影响，使得探头对钢轨表面的粗糙、颗粒、锈蚀等不敏感，能够有效抑制检测工作中产生的噪声，具有更高的检测适应性。

另一方面，钢轨上的裂纹具有方向性，当横向线圈与裂纹平行时，横向线圈对裂纹产生的信号最大，而此时纵向线圈与裂纹相垂直，纵向线圈对裂纹产生的信号最小，使得横向线圈和纵向线圈对裂纹所产生的两个信号无法进行抵消，反之亦然，因此，能够准确的检测出裂纹，具有更好的检测力和灵敏度，从而提高裂纹的检出率。