yy.vip易游-一种能识别裂纹方向的三棱形涡流检测探头及方法

　　YYVIP易游·(中国有限公司)官方网站-

　　本发明涉及电涡流无损检测，具体涉及一种能识别裂纹方向的三棱形涡流检测探头及方法。

　　1、电涡流检测是一种基于电磁感应原理的无损检测方法；当线圈通入交变电流会产生磁场，同时会在被测导电试件内产生涡流，通过检测导电试件内涡流激发的感应磁场可快速判断试件内部的缺陷信息；电涡流检测技术具有非接触式、无需耦合剂、检测快速高效等优点，被广泛应用于导电材料表面及近表面的缺陷检测中。

　　2、随着现代工业信息化、自动化的快速发展，对无损检测技术的简便性和高效性提出了更高要求；然而导电材料的微裂纹因其微小且延展方向难以识别，现有的电涡流检测方法还存在着探头结构复杂，检测方法复杂低效，精确度较低等问题；因此，使用简单的探头结构，通过简便的操作即可高效且准确的检测出微小裂纹的方向信息，是目前涡流检测仍需发展的方向。

　　3、目前，涡流检测技术用于识别裂纹延展方向的方法主要有设置矩形或十字形线圈，以及添加辅助工具如各向异性媒介材料等；此类方法的原理都是使激励磁场分布具有方向性，通过旋转探头带动磁场方向性变化、旋转，从而使裂纹方向在检测信号中显示出对应特征；然而，此类方法均不是一次检测识别裂纹方向，而是在裂纹位置处二次原位旋转才能判断裂纹方向；对于这种复杂结构和方法，无疑会增加操作难度，降低检测效率，甚至会增加不必要的检测干扰和误差；因此该类方法都不太适用于裂纹延展方向的识别，所以本发明提出一种能识别裂纹方向的三棱形涡流检测探头及方法。

　　1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种能识别裂纹方向的三棱形涡流检测探头及方法，此探头相较于传统的识别裂纹方向的方法，要具有结构不复杂，检测能一次地、同时定位裂纹并识别裂纹方向。

　　3、一种能识别裂纹方向的三棱形涡流检测探头及方法，其特征在于，采用三检测线圈的三棱形涡流检测探头，扫描检测定位裂纹缺陷的同时提取缺陷位置处三个检测线圈的信号，根据三个检测线圈的信号建立其对应位置的雷达图，从雷达图提取裂纹方向相关特征以识别裂纹方向；具体方法步骤如下：

　　4、s1.扫描检测定位裂纹：使用三棱形检测探头检测导电试样，根据检测信号定位裂纹位置；

　　5、s2.获取裂纹位置处三个检测线圈信号：根据所定位的裂纹位置，获取该位置处三棱形检测探头的三个检测线.建立三个检测信号的三角雷达图：对应三个检测线圈的位置，建立三个检测信号的三角形雷达图；

　　7、s4.根据三角雷达图提取裂纹方向特征：三个方位分布的检测线圈对裂纹的检测信号各不相同，存在与裂纹方向相关的特征信号；根据三角雷达图所构建的特征三角形，提取与裂纹方向相关的信号特征。

　　8、s5.同时实现裂纹的定位与方向识别：在扫描检测定位裂纹位置的同时识别裂纹方向，无需二次检测。

　　9、进一步的，所述探头是三棱形线圈单激励，三个圆形检测线、进一步的，所述三棱形线圈单激励，所激励磁场对于缺陷存在而导致磁场局部扰动的灵敏度更高。

　　11、进一步的，在步骤s1中，所述定位裂纹位置是根据三个检测线圈的信号综合判断的，且所述的检测信号均为归一化的电压信号；

　　12、归一化电压信号其中ui为i号检测线表示同等条件下无缺陷时各检测线中，所述裂纹位置处三个检测信号，对应裂纹位置处的三个方位，且信号检出与裂纹定位是同时的。

　　14、进一步的，在步骤s3中，所述检测信号雷达图是三角形的，且图中检测信号方位要与相应线中，与裂纹方向相关的特征信号，是基于雷达图特征三角形的；当特征三角形为钝角三角形时，裂纹方向与最长边垂直；当正三角形为锐角三角形时，裂纹方向与最短边平行。

　　16、进一步的，与裂纹方向信号的特征是基于不同位置处的电压检测信号确定的，可以根据导电板上方的一般磁矢势方程近似获得检测信号电压式中：m为检测线圈的匝数、ds为检测线圈的切向量、ω为激励电流角频率、为矢量磁位a与ds间的夹角、r0是坐标原点与ds间的距离；所以，裂纹位置或方向会影响矢量磁位分布而使得检测线中，同时定位与识别裂纹方向，是在一次检测定位裂纹的同时识别裂纹方向，无需二次检测。

　　19、本发明，本方法使用三棱形探头仅需实施一次扫描检测，且无需标定参考方向，根据三个检测线圈的电压信号对裂纹定位的同时，构建信号特征三角形识别裂纹方向，大幅度降低了检测操作难度，提高检测效率。

　　20、本发明，三棱形的检测探头改善了磁场的分布，增强了检测信号的灵敏度；此外，扫描检测时无需规定探头的朝向，仅需保证雷达图中信号方位与检测线圈方位对应即可，提高了方向识别的准确性。

　　5.根据权利要求1所述的一种能识别裂纹方向的三棱形涡流检测探头及方法，其特征在于，在步骤s2中，所述裂纹位置处三个检测信号，对应裂纹位置处的三个方位，且信号检出与裂纹定位是同时的。6.根据权利要求1所述的一种能识别裂纹方向的三棱形涡流检测探头及方法，其特征在于，在步骤s3中，所述检测信号雷达图是三角形的，且图中检测信号方位要与相应线所述的一种能识别裂纹方向的三棱形涡流检测探头及方法，其特征在于，在步骤s4中，与裂纹方向相关的特征信号，是基于雷达图特征三角形的；当特征三角形为钝角三角形时，裂纹方向与最长边垂直；当正三角形为锐角三角形时，裂纹方向与最短边平行。

　　8.根据权利要求6-7任一项所述的一种能识别裂纹方向的三棱形涡流检测探头及方法，其特征在于，与裂纹方向信号的特征是基于不同位置处的电压检测信号确定的，可以根据导电板上方的一般磁矢势方程近似获得检测信号电压式中：m为检测线圈的匝数、ds为检测线圈的切向量、ω为激励电流角频率、为矢量磁位a与ds间的夹角、r0是坐标原点与ds间的距离；所以，裂纹位置或方向会影响矢量磁位分布而使得检测线所述的一种能识别裂纹方向的三棱形涡流检测探头及方法，其特征在于，在步骤s5中，同时定位与识别裂纹方向，是在一次检测定位裂纹的同时识别裂纹方向，无需二次检测。

　　本发明公开了一种能识别裂纹方向的三棱形涡流检测探头及方法，其特征在于设计采用三检测线圈的三棱形涡流检测探头，扫描检测定位裂纹缺陷的同时提取缺陷位置处三个检测线圈的信号，根据三个检测线圈的信号建立其对应位置的雷达图，从雷达图提取裂纹方向相关特征以识别裂纹方向。本申请实现同时检出裂纹位置与方向，无需二次检测，简化了检测操作复杂度和测量难度，并提高了检测准确性和效率，符合检测快速准确且能高效识别裂纹方向的工业需求。