CN113155948A - 一种基于共形滑靴的曲面检测微磁传感器 - Google Patents
一种基于共形滑靴的曲面检测微磁传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113155948A CN113155948A CN202110416558.8A CN202110416558A CN113155948A CN 113155948 A CN113155948 A CN 113155948A CN 202110416558 A CN202110416558 A CN 202110416558A CN 113155948 A CN113155948 A CN 113155948A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- conformal
- micro
- curved
- curved surface
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000005330 Barkhausen effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims 1
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于共形滑靴的曲面检测微磁传感器，采用3D打印滑靴套装于微磁传感器末端，滑靴具有与待测零件曲面共形匹配的端部，以保障扫查过程中传感器励磁磁路与曲面间的稳定磁场耦合。传感器主要由U型电磁铁、磁场测量组件、封装外壳和曲面共形滑靴构成。曲面共形滑靴可依据待测零件曲面进行更换，传感器可用于曲轴圆角、双曲面螺旋伞齿轮齿廓面的微磁信号检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种曲面检测微磁传感器，属于无损检测技术领域，目的是提供一种能够与复杂曲面共形贴合的微磁传感器设计方案。
背景技术
微磁技术具备对曲轴、齿轮等零件进行表面力学性能无损检测的潜力，目前的研究主要针对平板或曲率半径较大的试件进行检测，在曲轴圆角、双曲面螺旋伞齿轮齿廓面等复杂曲面的检测中应用极少，主要原因是常规的传感器与复杂曲面贴合时，很难保障励磁磁路与曲面间的稳定磁场耦合。为解决该问题，本发明公布了一种基于共形滑靴的曲面检测微磁传感器，利用3D打印技术进行制备与待测零件曲面共形匹配的滑靴，套装于微磁传感器末端，实现传感器与曲面间的稳定磁场耦合。
发明内容
本发明的目的在于设计一种基于共形滑靴的曲面检测微磁传感器，采用3D 打印滑靴套装于微磁传感器末端，以实现对曲面检测时传感器励磁磁路与曲面具有稳定的磁场。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于共形滑靴的曲面检测微磁传感器，其特征是在传统微磁检测传感器末端套装滑靴，滑靴具有与待测零件曲面共形匹配的端部，传感器在对曲面进行扫查时，与曲面的姿态与提离距离保持一致，以保障扫查过程中传感器励磁磁路与曲面间的稳定磁场耦合，其特征在于包括以下步骤：
1)传统的微磁传感器主要由U形电磁铁和检测元件组成，在U形磁轭16 上缠绕激励线圈10，检测元件包括巴克豪森噪声接收线圈17和霍尔元件19，并通过固定装置18与传感器外壳连接在一起，U形磁轭由传感器的外壳固定，传感器的上壳5与下壳8通过螺钉4与螺母9连接，在传感器中放置挡板11，挡板通过螺钉3和螺母13与传感器的上下外壳相连，挡板上具有放置弹簧的位置，弹簧的另一端与检测元件的固定装置18相连，能保证检测元件与滑靴紧密贴合。传感器中所有线路连接到雷默插座6，并通过雷默插头7与功率放大器和多功能数据采集卡相接。
2)依据微磁传感器与被测试件的尺寸定制滑靴，在三维数字化建模软件中建立待测零件和微磁传感器封装外壳的三维模型，调整封装外壳轴线与待测表面的特征法线重合并设定封装外壳端面与待测表面的高度，之后绘制与待测零件及微磁传感器封装外壳相交的三维实体，从中减除待测零件及微磁传感器封装外壳，并设计与微磁传感器封装外壳装配的卡扣结构，得到曲面共形滑靴三维实体，最后将曲面共形滑靴三维实体文件进行格式转换，输入至3D打印机，制作出曲面共形滑靴。
本发明可以获得如下有益效果：微磁检测传感器通过滑靴与被测曲面贴合，保证扫查过程中传感器励磁磁路与曲面间的稳定磁场耦合，实现传感器检测曲轴圆角、双曲面螺旋伞齿轮齿廓面等复杂曲面。
附图说明：
图1：传感器在曲轴圆角处检测的整体示意图；
图2：曲轴圆角处检测传感器与滑靴组件示意图；
图3：锥齿轮上检测传感器与滑靴组件示意图。
附图标记如下：1-曲轴2-滑靴3-螺钉4-螺钉5-传感器上壳6-雷默插座 7-雷默插头8-传感器下壳9-紧固螺母10-激励线圈11-挡板12-弹簧 13-螺母14-弹簧15-卡扣16-U形磁轭17-巴克豪森噪声检测线圈18-检测元件固定装置19-霍尔元件20-滑靴21-双曲面螺旋伞齿轮
具体实施方式：
依据以上发明容，一种一种基于共形滑靴的曲面检测微磁传感器可提供以下实施方法。
在传统的微磁传感器上，3D打印的滑靴通过弹簧14和卡扣15与微磁传感器固定在一起，用于与被测曲轴1的圆角处进行耦合。具有滑靴的微磁传感器对曲轴圆角处扫查一周，与试件的提离距离是一定的，传感器可在固定的提离距离下对试件进行检测。
下面结合附图和以下实施方式对于本发明做进一步的说明，且下面提供的具体实施实例只是描述性，不是限定性，不能以此来限定本发明的保护范围。
图1为微磁检测传感器在曲轴圆角处检测的整体示意图，上位机控制传感器激励信号的幅值与频率，从上位机输出的信号经功率放大器进行放大后对励磁线圈进行激励。当激励线圈通入低频交流的励磁信号，由法拉第电磁感应定律可知在线圈的内部产生交变的磁场，产生的磁场沿磁轭穿过滑靴与被测试件间形成交变的磁回路，从而引起试件内部磁畴翻转、移动，产生磁巴克豪森噪声信号，传感器中的巴克豪森噪声检测线圈接收磁巴克豪森噪声信号，霍尔元件接收切向磁场信号，并经多通道数据采集卡采集到上位机中。
图2为曲轴圆角处检测的微磁传感器各组件示意图，其中滑靴的下表面为与曲轴圆角处尺寸一致的曲面，因此滑靴与曲轴圆角处能贴合，滑靴内部尺寸与微磁传感器外壳下半部分尺寸一致，检测元件固定零件上预压弹簧可保证传感器与滑靴装配过程中磁场测量组件与装配面的间距保持恒定，微磁传感器通过卡扣和滑靴进行固定，在检测时，滑靴随微磁传感器一起移动，当微磁传感器沿曲轴圆角处扫描一周，微磁传感器与曲轴圆角的提离距离是固定的，微磁传感器可在固定的提离距离下检测到磁信号，从而实现对曲轴圆角处的检测。
图3为双曲面螺旋伞齿轮齿廓面上检测的微磁传感器示意图，当检测的试件由曲轴圆角处的双圆弧面变为伞齿轮的齿廓面时，只需要将曲面检测微磁传感器末端的滑靴重新定制，之后将滑靴安装在传统微磁检测传感器上即可实现对双曲面螺旋伞齿轮齿廓面的检测。
Claims (2)
1.一种基于共形滑靴的曲面检测微磁传感器，由U型电磁铁、磁场测量组件、封装外壳和曲面共形滑靴构成，其中曲面共形滑靴具有与待测零件曲面共形匹配的端部，套装于微磁传感器的封装外壳末端，以保障扫查过程中传感器励磁磁路与曲面间的稳定磁场耦合；U型电磁铁是在U形磁轭上缠绕激励线圈构成，磁场测量组件包括巴克豪森噪声接收线圈和霍尔元件，均固定在滑槽中，与滑槽18相连接的预压弹簧可保证传感器与曲面共形滑靴装配过程中磁场测量组件与装配面的间距保持恒定；曲面共形滑靴和封装外壳通过卡扣进行固定。
2.依据权利要求1所述曲面检测微磁传感器的曲面共形滑靴设计方法，其特征在于，通过以下步骤设计和制作出曲面共形滑靴：
步骤1：在三维数字化建模软件中导入待测零件和微磁传感器封装外壳的三维模型，调整封装外壳轴线与待测表面的特征法线重合并设定封装外壳端面与待测表面的高度；
步骤2：绘制与待测零件及微磁传感器封装外壳相交的三维实体，从中减除待测零件及微磁传感器封装外壳，并设计与微磁传感器封装外壳装配的卡扣结构，得到曲面共形滑靴三维实体；
步骤3：将曲面共形滑靴三维实体文件进行格式转换，输入至3D打印机，制作出曲面共形滑靴。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110416558.8A CN113155948A (zh) | 2021-04-19 | 2021-04-19 | 一种基于共形滑靴的曲面检测微磁传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110416558.8A CN113155948A (zh) | 2021-04-19 | 2021-04-19 | 一种基于共形滑靴的曲面检测微磁传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113155948A true CN113155948A (zh) | 2021-07-23 |
Family
ID=76868368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110416558.8A Pending CN113155948A (zh) | 2021-04-19 | 2021-04-19 | 一种基于共形滑靴的曲面检测微磁传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113155948A (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005140633A (ja) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 磁気探傷機検出器用センサー |
| CN202994728U (zh) * | 2013-01-06 | 2013-06-12 | 爱德森（厦门）电子有限公司 | 一种在用钢轨的自动化电磁无损检测装置 |
| US20140214340A1 (en) * | 2011-07-15 | 2014-07-31 | Voestalpine Stahl Gmbh | Apparatus and method for detecting at least one periodically occurring defect on an object |
| CN104002481A (zh) * | 2014-05-13 | 2014-08-27 | 华南理工大学 | 一种可重构铸造成型快速3d打印方法 |
| CN105911489A (zh) * | 2016-04-10 | 2016-08-31 | 北京工业大学 | 共源双频励磁式多功能微磁信号同步检测方法 |
| CN106075736A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-09 | 成都思维智造科技有限公司 | 一种口腔固定器及其制作方法 |
| CN106353397A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-01-25 | 中国铁道科学研究院 | 一种车载的钢轨顶面伤损漏磁检测的设备以及系统 |
| CN106618810A (zh) * | 2017-01-05 | 2017-05-10 | 华南理工大学 | 一种寰椎和枢椎钛合金假体制造方法 |
| CN109871956A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-06-11 | 北京工业大学 | 快速预测烧伤齿轮中显微组织变化的方法 |
| CN111766292A (zh) * | 2019-04-02 | 2020-10-13 | 四川大学 | 一种基于零提离滚动磁化的钢轨漏磁检测装置 |
-
2021
- 2021-04-19 CN CN202110416558.8A patent/CN113155948A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005140633A (ja) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 磁気探傷機検出器用センサー |
| US20140214340A1 (en) * | 2011-07-15 | 2014-07-31 | Voestalpine Stahl Gmbh | Apparatus and method for detecting at least one periodically occurring defect on an object |
| CN202994728U (zh) * | 2013-01-06 | 2013-06-12 | 爱德森（厦门）电子有限公司 | 一种在用钢轨的自动化电磁无损检测装置 |
| CN104002481A (zh) * | 2014-05-13 | 2014-08-27 | 华南理工大学 | 一种可重构铸造成型快速3d打印方法 |
| CN105911489A (zh) * | 2016-04-10 | 2016-08-31 | 北京工业大学 | 共源双频励磁式多功能微磁信号同步检测方法 |
| CN106075736A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-09 | 成都思维智造科技有限公司 | 一种口腔固定器及其制作方法 |
| CN106353397A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-01-25 | 中国铁道科学研究院 | 一种车载的钢轨顶面伤损漏磁检测的设备以及系统 |
| CN106618810A (zh) * | 2017-01-05 | 2017-05-10 | 华南理工大学 | 一种寰椎和枢椎钛合金假体制造方法 |
| CN109871956A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-06-11 | 北京工业大学 | 快速预测烧伤齿轮中显微组织变化的方法 |
| CN111766292A (zh) * | 2019-04-02 | 2020-10-13 | 四川大学 | 一种基于零提离滚动磁化的钢轨漏磁检测装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104155361B (zh) | 一种基于带铁芯线圈探头的脉冲涡流电磁无损检测方法 | |
| CN101709949B (zh) | 纸币厚度实时检测方法及装置 | |
| CN109682882A (zh) | 一种高空间分辨率的涡流检测传感器 | |
| CN105866713B (zh) | 状态反馈式自激励磁通门传感器 | |
| CA2062815A1 (en) | Sensor | |
| CN101408404B (zh) | 用于测试曲面间隙的柔顺式双层电涡流传感器的制备方法 | |
| CN109115868A (zh) | 一种基于脉冲涡流的缺陷深度检测装置及方法 | |
| CN109187732A (zh) | 一种带提离距离测量的巴克豪森信号检测探头及测量方法 | |
| CN105717191A (zh) | 磁巴克豪森噪声信号和磁性参数的检测方法和装置 | |
| CN109579686A (zh) | 一种采用电涡流传感器测量金属厚度的方法及系统 | |
| CN113155948A (zh) | 一种基于共形滑靴的曲面检测微磁传感器 | |
| CN2938086Y (zh) | 金属材料表面硬化层深的涡流检测仪 | |
| CN109613111A (zh) | 一种梯度螺旋涡流检测线圈及其检测方法 | |
| CN103439405B (zh) | 铁芯与铁氧体芯合成多功能电磁检测传感器及其检测方法 | |
| CN109188324A (zh) | 一种铁氧体片磁导率的无损全检测方法 | |
| CN111458400A (zh) | 一种基于电磁感应的金属材料缺陷检测系统 | |
| CN205538817U (zh) | 磁巴克豪森噪声信号和磁性参数的检测装置 | |
| CN106871937A (zh) | 旋转角度传感器 | |
| CN103366439A (zh) | 一种金属章币、金属章币的机读防伪系统及方法 | |
| CN113109421A (zh) | 适用于凹曲面的微磁无损检测传感器 | |
| CN2453387Y (zh) | 电涡流测厚传感器 | |
| CN100368821C (zh) | 高压实验用超导转变磁信号探测系统 | |
| CN114577105A (zh) | 一种基于电涡流原理的电机位移传感器 | |
| CN203365027U (zh) | 一种磁巴克豪森噪讯的传感器 | |
| CN112444219A (zh) | 一种非接触超声电磁涂层测厚方法及其检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210723 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |