[发明专利]一种同轴心圆形矩形双线圈涡流探头

说明书

本发明提出一种同轴心圆形矩形双线圈涡流探头：超声应力测量系统包括：超声信号发射装置，示波器，超声换能器探头和标准件；超声换能器探头的一端分别超声信号发射装置和示波器的CH1端口相连接，超声换能器探头的另一端与示波器的CH2端口相连接，超声换能器探头放置在标准件上在测得需要做应力测量结构件的声弹性常数后，通过对信号进行离散时域信号的Hilbert变换，进行波包提取后计算信号频域相位，从而得到该信号由应力引起的相移数值，再代入声弹性方程得到所测表面较为精确的应力值。

技术领域

本发明属于电涡流检测领域，具体地，涉及一种同轴心圆形矩形双线圈涡流探头。

背景技术

电涡流传感器是一种传统的非接触型测量传感设备，具备无损检测、高灵敏度、响应速度快及抗干扰能力强等优异特性，被广泛应用在工业生产等各领域中的位移测量、缺陷检测以及设备运行状态监测。

然而，受限于线圈结构参数优化、检测电路创新设计和测量误差动态补偿等技术瓶颈，现有电涡流传感器普遍存在灵敏度欠佳、线性度不足、抗温度干扰能力差等突出局限，直接制约着其在各类极限环境下高精度检测领域的推广应用。

2020年赵志坚在发明专利CN202010303120.4中，公开了一种双线圈涡流传感器，该方法采用双涡流线圈,通过上下通孔互联，实现涡流信号传输，并且利用屏蔽层进行集成芯片，防止芯片的串扰，但该方法结构复杂，大大增加了成本；

2016年翟瑶等在发明专利CN201610034095.8中，公开了一种基于双线圈的微型电涡流传感器，本发明提供了一种基于双线圈的微型电涡流传感器，包括：电极、激励线圈、感应线圈、聚酰亚胺、通孔、玻璃基片和连接线，其中：感应线圈位于激励线圈正上方；通孔位于激励线圈和感应线圈的中央，用于分别连接电极与激励线圈、电极与感应线圈；聚酰亚胺用于感应线圈与激励线圈的绝缘和支撑，玻璃基片位于最下方,连接线用于连接通孔与电极。本发明所述传感器利用电涡流检测原第一探头,所述下工作区中设置有第二线圈安装结构及第二探测窗口，所述第二探测窗口中设置有第二探头，所述上工作区、下工作区之间设置有工业陶瓷骨架，该方法能够提高灵敏度，但是结构复杂，双线圈没有并列或重合放置，对此铰链的抑制作用较弱。

对于单线圈主要有矩形柱线圈和圆柱线圈，矩形柱线圈因轴向磁场强度梯度变化显著，故其阻抗参数对提离距离变化尤为敏感，位移灵敏度较高，相对适用于位移检测领域；而圆柱线圈因磁场强度相对较大，易于激发被测介质内的大面积涡流效应，尤为适用于缺陷检测领域。在缺陷检测领域，圆柱线圈得益于磁场强度综合性能具有明显优势，但因其磁场主要集中于单一轴线方向，在裂纹宽度检测中普遍存在精度欠佳问题。

在位移检测领域，矩形柱线圈虽具备较高的位移灵敏度，但受限于磁场强度，其线性检测范围存在一定局限。为此有学者尝试将多个圆柱线圈优化布置，提出了空间多线圈结构，旨在利用圆柱线圈的高强度磁场特性，提高位移灵敏度并扩大线性范围。在缺陷检测领域，圆柱线圈得益于磁场强度综合性能具有明显优势，但因其磁场主要集中于单一轴线方向，在裂纹宽度检测中普遍存在精度欠佳问题。

同轴双圆柱线圈对磁交链具备一定的抑制作用，且磁场能量分布更为集中，故其灵敏度相对较高，同时得益于其紧凑结构，应用较为广泛。但是单纯的双矩形柱线圈或者双圆柱形线圈虽能发挥各自的优势，但也突出了各自缺点

发明内容

针对上述不足，本发明提出了一种同轴心圆形矩形双线圈涡流探头，能够兼顾矩形柱线圈和圆柱线圈的优点，同时也能削弱各自缺点，不但可以用于位移检测，还可以用于缺陷检测，具有灵敏度高，线性范围大，精度高，对磁交链抑制作用强等优点。

本发明是通过以下方法实现的：

一种同轴心圆形矩形双线圈涡流探头：

所述探头包括矩形线圈、圆柱形线圈、线圈支架、保护壳、探头支架和延长线缆；