專利名稱：導磁構件端部缺陷檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于檢測設備，特別涉及應用漏磁檢測原理檢測導磁構件缺陷的裝置。
本發明的一種導磁構件端部缺陷檢測裝置，包括檢測部分和信號處理部分，檢測部分的磁化器兩磁極和檢測探頭由支撐件支撐位于一條軸線上、檢測探頭處于磁化器兩極之間，信號處理部分包括信號采集及預處理器、信號處理器、顯示器和控制器，其特征在于(1)檢測部分還包括輔助導桿和掃描驅動機構，輔助導桿用高導磁材料制成、其截面積大于等于被測構件端面截面積，位于磁化器兩磁極和檢測探頭的同一條軸線上，其桿身與磁化器一極相接觸；
(2)掃描驅動機構連接檢測探頭或者輔助導桿、被測構件；(3)磁化器由2～50對磁鋼迭放構成，其軸向有效工作長度L與被測構件端部待檢長度L′關系為L≥4L′。
所述的導磁構件端部缺陷檢測裝置，所述檢測探頭可以為周向剖分的兩級壓緊結構，第一級壓緊結構由外緣向心依次包括殼體、壓簧、壓塊，壓簧彈性連接殼體和壓塊、壓塊外側與殼體內側滑動接觸；第二級壓緊結構包括活動連接在壓塊側面的扭簧、探測體以及裝在其端部的霍爾元件和聚磁片。
所述的導磁構件端部缺陷檢測裝置，其進一步的特征在于所述探測體端部的霍爾元件置于兩片聚磁片之間或者嵌于聚磁片之中，聚磁片由高導磁材料制成。
所述的導磁構件端部缺陷檢測裝置，掃描驅動機構可以采用推行汽缸、直線汽缸、電動推桿或步進電機。
當被測構件被送進裝置時，與輔助導桿接觸，輔助導桿緊貼被測構件的端面，由磁化器對被測構件端部和輔助導桿同時進行磁化。磁化器采用永磁磁鋼作為勵磁磁源，可根據被測構件橫截面積的不同，選擇磁鋼使被測構件端部達到磁化飽和或近飽和狀態。與以往磁化方式的不同之處在于不是對端部的某一局部進行磁化，而是通過磁路將被測端部整體進行磁化。形成磁路的關鍵在于增加了輔助導桿使得被測構件和輔助導桿共同構成導磁體，對漏磁檢測法來講，這種做法對漏磁信號的優化以及對背景噪聲的抑制都有很大的改善。計算機發信號控制漏磁檢測探頭，使探頭壓緊并自動定心；掃描驅動機構開始動作實現檢測探頭與被測構件端部之間的相對運動，信號采集預處理器對探頭采集到的信號進行放大、濾波等處理后將信號轉化為數字信號，再由計算機信號處理系統進行分析處理，然后進行顯示和打印。
本發明的掃描驅動機構，對不同的被檢測構件，由于其大小、尺寸和重量之間較大的差異，所使用的掃描驅動機構可以不同。對于抽油桿、細鋼棒之類較細較輕的構件，常采用一般的推行汽缸或電動推桿推動被測構件實現檢測探頭與被測構件的相對運動。但對于鉆桿、油管等較粗較重的構件則采用直線汽缸或步進電機等帶動檢測探頭掃描被測構件來完成檢測。
本發明運用漏磁檢測原理和方法，檢測精度高、抗干擾能力強，操作人員勞動強度低；增加輔助導桿使得磁化器能夠將被測端部整體磁化，從而解決對導磁構件進行檢測時的端部盲區問題；兩級壓緊漏磁檢測探頭能夠隨著被測構件尺寸、形狀的變化和構件端部尺寸的變化而自動適應和自動定心，使得設備能夠用于不同規格的構件，投資少，并且能夠抑制直徑漸變、徑向晃動、徑向振動等不利因素對檢測信號的影響；檢測探頭掃描方式靈活，根據被測構件的不同可以適當選擇；檢測結果顯示清晰準確，減少工作人員的誤判。本發明填補了用漏磁法檢測構件端部盲區缺陷的空白，在油管、抽油桿、鉆桿、鋼棒等導磁構件的檢測中具有廣闊的應用前景。
圖2和圖3所示，檢測探頭(7)兩級壓緊和自動定心裝置，采用周向剖分結構，對圓形端面可以上下剖分，并選用2～4個浮動檢測單元，圖中(22)為上半剖分體，(21)為下半剖分體；對橢圓形也可以采用上下剖分結構，周向剖分結構可以讓被測構件能夠方便地放進和從檢測探頭中方便地取出。(14)為探頭殼體，壓簧(15)一端連接殼體(14)另一端與壓塊(16)相連接。(15)、(16)一起構成第一級浮動壓緊結構，沿被測構件周向布置，能夠隨著被測構件(5)尺寸的不同進行浮動，并且在探頭合攏后始終保持與構件同心，能夠將構件壓緊以減少探頭掃描引起的抖動等干擾。(17)為壓緊扭簧，(18)為探測體，(17)、(18)一起構成第二級浮動結構，與第一級浮動結構連接在一起，沿被測構件周向布置，1～8個探測元件(霍爾元件)(20)和2～16片聚磁片(19)安裝在其上，能夠相對于第一級浮動裝置做進一步的適應性浮動和調整。聚磁片(19)由高導磁材料制成，放置在霍爾元件的兩側，或將霍爾元件嵌于其中，如圖4所示。
圖5所示為現場檢測的一抽油桿過渡區缺陷示意圖，缺陷(23)為一環繞過渡區的深淺不一的槽，在油污下無法識別。采用本發明裝置對其進行檢測所得信號如圖6所示，其中(24)、(25)、(27)信號幅值較大，為探頭覆蓋位置上存在的缺陷檢測信號，(26)所對應缺陷特征和前面三處相同，只是深度稍小。
權利要求
1.一種導磁構件端部缺陷檢測裝置，包括檢測部分和信號處理部分，檢測部分的磁化器兩磁極和檢測探頭由支撐件支撐位于一條軸線上、檢測探頭處于磁化器兩極之間，信號處理部分包括信號采集及預處理器、信號處理器、顯示器和控制器，其特征在于(1)檢測部分還包括輔助導桿和掃描驅動機構，輔助導桿用高導磁材料制成、其截面積大于等于被測構件端面截面積，位于磁化器兩磁極和檢測探頭的同一條軸線上，其桿身與磁化器一極相接觸；(2)掃描驅動機構連接檢測探頭或者輔助導桿、被測構件；(3)磁化器由2～50對磁鋼迭放構成，其軸向有效工作長度L與被測構件端部待檢長度L′關系為L≥4L′。
2.如權利要求1所述的導磁構件端部缺陷檢測裝置，其特征在于所述檢測探頭為周向剖分的兩級壓緊結構，第一級壓緊結構由外緣向心依次包括殼體、壓簧、壓塊，壓簧彈性連接殼體和壓塊、壓塊外側與殼體內側滑動接觸；第二級壓緊結構包括活動連接在壓塊側面的扭簧、探測體以及裝在其端部的霍爾元件和聚磁片。
3.如權利要求2所述的導磁構件端部缺陷檢測裝置，其特征在于所述探測體端部的霍爾元件置于兩片聚磁片之間或者嵌于聚磁片之中，聚磁片由高導磁材料制成。
4.如權利要求1、2或3所述的導磁構件端部缺陷檢測裝置，其特征在于掃描驅動機構采用推行汽缸、直線汽缸、電動推桿或步進電機。
全文摘要
導磁構件端部缺陷檢測裝置，屬于檢測設備，特別涉及應用漏磁檢測原理檢測導磁構件缺陷的裝置。用于快速準確地檢測出導磁構件端部缺陷，解決常規漏磁法檢測導磁構件時的端部盲區問題。本裝置包括檢測部分和信號處理部分，檢測部分磁化器兩磁極、檢測探頭和輔助導桿位于一條軸線上，檢測探頭為周向剖分的兩級壓緊結構，第一級壓緊結構包括殼體、壓簧、壓塊，第二級壓緊結構包括扭簧、探測體及其端部的霍爾元件和聚磁片，信號處理部分包括預處理器、信號處理器、顯示器和控制器。本裝置增加輔助導桿解決檢測時端部盲區問題、精度高、效率高、在油管、抽油管、鉆桿、鋼棒等構件檢測中有廣闊運用前景。
文檔編號G01N27/82GK1405558SQ0213923
公開日2003年3月26日 申請日期2002年11月1日 優先權日2002年11月1日
發明者程順峰, 康宜華, 武新軍 申請人:華中科技大學