金屬管材渦流探傷探頭的研發

渦流探頭

探頭是渦流探傷技術整個設備中最主要的部件，我們經過多種形狀點探頭的選型研究，現在成功地使用“磁差式”點探頭，它由激勵繞組和檢出繞組組成。每一個繞組均繞在具有很高導磁率的大小尺寸相同的鐵淦氧芯棒上，兩個激勵繞組并排安放在一個檢出繞組的兩邊，三個繞組緊靠在一起，排在一條直線上。在沒有缺陷時，兩個反接的激勵繞組在檢出繞組上產生的感應電壓正好平衡，因而沒有信號輸出。當在探頭下的管材中出現缺陷時，這種平衡被破壞，檢出線圈就發出一個包含缺陷信息的調制波信號，送至渦流探傷儀進行處理和顯示，得到反映缺陷的信號。

這種磁差式點探頭與“電差式”探頭相比較，由于具有兩個反接的激勵繞組，增大了在檢出繞組附近的磁場強度的梯度，只有一個檢出繞組，減小了儀器信號源的內阻，均有利于探傷靈敏度的提高；同時，在同樣激勵電壓下，兩個激勵繞組的磁芯的飽和程度不嚴重，有利于探傷分辨率的提高；還有制作容易等特點。

點狀探頭為了探測整個管材表面，探頭相對于管材必須作螺旋掃描。在探頭旋轉時，信號耦合采用旋轉變壓器式的電感耦合。旋轉變壓器分為激勵用旋轉變壓器和檢出用旋轉變壓器兩個，每個旋轉變壓器的次級線圈均與探頭一起繞管材旋轉，其初級線圈固定不動，與儀器相連，起到饋送激勵電壓和接收缺陷信號的作用。

探頭與被測管材表面的間距，直接影響探測靈敏度.實驗結果得出：對同一缺陷，間距由1毫米減到0.5和0.2毫米，靈敏度分別提高約四和九倍。因此，就產生由于“偏心”引起靈敏度變化而可能發生漏檢和誤檢的問題。經研究把點探頭安裝在一浮動骨架上，用彈簧使探頭與管材表面間保持固定不變的間距就可解決這個問題，我們叫它“浮動”探頭。

由于渦流對金屬管材探傷時存在趨膚效應，不能檢出管內壁較小缺陷，我們研制成功一種小型內壁探頭，直徑只有幾毫米，確保了探測管材內外壁各種微小缺陷有一樣的靈敏度，提高了檢測質量。