[发明专利]一种基于TMR磁阻传感器阵列的金属构件深层缺陷的电磁检测探头

说明书

一种基于TMR磁阻传感器阵列的金属构件深层缺陷的电磁检测探头，属检测领域。包括矩形双层印刷TMR电路板、TMR磁阻传感器组、TMR阵列检测元件、第一、第二线圈骨架、第一、第二矩形激励线圈、探头主外壳和探头副外壳；TMR阵列检测元件安装在第一矩形激励线圈和第二矩形激励线圈的几何中心位置；电磁检测探头的扫描方向垂直于TMR阵列检测元件的排布方向。其选用TMR磁阻传感器组来代替常规线圈探头，突破了常规涡流线圈探头无法检测深层缺陷的瓶颈，不仅可以检测非铁磁性材料构件的表面、次表面、深层缺陷，亦可检测铁磁性材料构件的表面、次表面、深层缺陷，大大提高了检测深度与灵敏度，结构简单，操作方便，性能稳定，测量精度高。

技术领域

本发明属于电磁无损检测领域，尤其涉及一种用于检测金属构件深层缺陷的电磁检测探头。

背景技术

涡流检测是利用电磁感应原理的一种无损检测方法，被检工件导体内部电涡流伴生的感应磁场与原磁场叠加，使得检测线圈的复阻抗幅值、相位发生变化，通过分析检测线圈的阻抗变化，可以获得被测试件的内部结构、材质分布、是否存在缺陷以等信息。

目前涡流检测的激励端和接收端都采用绕制线圈检测探头，由于集肤效应的影响，降低激励频率会导致探头灵敏度大幅减弱，对被检件的深层缺陷无能为力，成为制约涡流检测发展的瓶颈。

我国一些重大装备长期服役在高温、高压、高转速、交变载荷、强腐蚀、高密度的能量转化等恶劣的工作环境下，其表层以下的缺陷危害大、不易被检测出来。

如何设计一种能够有效检测出深层缺陷处微弱磁场变化，可以适合各种检测对象的新型电磁检测探头，是实际研究工作中急待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于TMR磁阻传感器阵列的金属构件深层缺陷的电磁检测探头。其选用最新高灵敏度、高频率响应特性的TMR磁阻传感器组来代替常规线圈探头，能够检测金属构件深层缺陷，突破了常规涡流线圈探头无法检测深层缺陷的瓶颈，可实现多种材料构件的缺陷检测，不仅可以检测非铁磁性材料构件的表面、次表面、深层缺陷，亦可检测铁磁性材料构件的表面、次表面、深层缺陷，大大提高了检测深度与灵敏度，结构简单，操作方便，性能稳定，测量精度高。

本发明的技术方案是：提供一种基于TMR磁阻传感器阵列的金属构件深层缺陷的电磁检测探头，其特征是：

电磁检测探头包括矩形双层印刷TMR电路板1、TMR磁阻传感器组2、TMR阵列检测元件3、第一线圈骨架4a、第一矩形激励线圈5、第二线圈骨架4b、第二矩形激励线圈6、探头主外壳8和探头副外壳9；

其中，所述的矩形双层印刷TMR电路板1为一个具有第一侧面和第二侧面的矩形双层印刷TMR电路板；矩形双层印刷TMR电路板1作为TMR磁阻传感器组2的基底载体，利用矩形双层印刷TMR电路板第一侧面、第二侧面的表面和两个侧面之间的接合面，布置TMR磁阻传感器组的部件；

在矩形双层印刷TMR电路板1第一侧面的表面，采用印刷电路板制作工艺，将3个TMR磁阻传感器下方的引脚等间隔地印刷在矩形双层印刷TMR电路板1的第一侧面的表面；

在矩形双层印刷TMR电路板1第二侧面的表面，将3个TMR磁阻传感器按0.3mm等间隔地嵌入在矩形双层印刷TMR电路板1第二侧面层的表面，TMR磁阻传感器引脚离电路板底端高度小于0.1mm，以消除引脚焊接带来的提离影响；

所述的探头主外壳8和探头副外壳9分别为一个下端开口的半封闭式结构，两者组合构成一套可拆分的、兼有夹具功能的探头封装外壳；

在探头主外壳8和探头副外壳9的下端开口处，分别对应设置第一线圈骨架4a和第二线圈骨架4b；在第一线圈骨架4a固定有第一矩形激励线圈5，在第二线圈骨架4b上固定有第二矩形激励线圈6；

所述的矩形双层印刷TMR电路板1设置在探头主外壳8和探头副外壳9的壳体之间。