专利名称：导体球表面缺陷的无损检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种导体球表面缺陷的无损检测装置，尤其涉及高温气冷堆燃料元件装卸系统的破损球分选装置，属无损检测技术领域。
目前，在球床高温气冷堆的破损球分选装置中通常是采用机械方法分选的。其方法为，在圆柱形的滚筒表面加工有螺旋槽，滚筒与水平线成一个倾斜角，在滚筒的一侧安置一与滚筒轴线平行的长直固定杆，螺旋槽底面与直杆表面之间的距离就是检测间隙。球位于螺旋槽和直杆之间，随着滚筒的转动，在摩擦力和重力作用下，球边自转边沿着螺旋槽前移，并不断改变自转轴方位。球面上每点几乎都能与螺旋槽底面和直杆表面接触，当破损球的尺寸小于检测间隙时就会下落，达到分选目的。完好球仍继续前移。为了增大缺陷面与槽底面和杆表面接触的机会，减小漏检率，螺旋槽长度越长越好。这种用机械方法分选破损球的特点在于适宜分选较大尺寸缺陷(例如平顶缺陷)的球，它抗外界干扰能力强，其不足之处是装置体积大、笨重，且难于分选裂缝、凹陷等小缺陷的破损球。此种机械方法的分选装置在文献《高温气冷堆》(高文编著，原子能出版社1982年11月出版)的88-89页叙述。
本发明的目的在于针对上述不足之处，提供一种缺陷检测方法，利用电磁场原理和力学原理，通过运动将导体球表面缺陷迅速移动到球体的上部或下部，然后利用固定不动的涡流传感器检测出破损球。该方法对带有平顶、裂缝、凹陷等缺陷的球均能快速检测，其装置结构简单、体积小、响应灵敏、可靠性高。
本发明设计的一种导体球表面缺陷的无损检测装置，它由线圈、涡流探头和支撑体组成。线圈缠绕在线圈支架上，被检测导体球置于线圈中，被检测的导体球置于支撑体上，涡流探头置于导体球上方。
本发明设计的导体球表面缺陷的无损检测装置，具有下述优点1、可迅速地把导体球的表面缺陷定位到球的上部或下部。
2、用电磁场涡流方法可实现非接触、无损、自动检测。
3、检测装置结构简单、体积小、响应灵敏、可靠性高。
4、本发明除用于球床高温气冷堆之外，还可推广到工业部门钢球的生产上，例如用于轴承钢球的无损检测。
图1是本发明设计的检测装置的结构示意图。
图2-图4是本发明检测装置的使用实施例中导体球的缺陷示意图。
下面结合附图，详细介绍本发明的内容。图1中，1是被检测导体球，2是线圈，3是圆形线圈支架，4是支撑体，5是涡流探头。
其工作过程是导体球1放置在支撑体4上，在导体球1的外侧垂直地缠绕能产生旋转磁场的线圈2，线圈2固定在圆形的软磁材料支架上。在导体球的正上方，固定放置一涡流检测探头5，探头5和球1之间有一间隙。当线圈2接通正弦交变电源后，在圆形支架的空腔中就有旋转磁场产生，从而使导体球旋转。球体1最终的平衡稳定状态将使表面缺陷运动到球1的上部。缺陷定位之后，再利用固定在缺陷上方的放置式涡流探头5就可检测出破损球。
实施例本发明设计的球缺陷无损检测装置，线圈2选用铜导线，支架3材料选用硅钢片。导体球1是石墨材料，球的直径为39.8mm，涡流探头5采用放置式线圈，其磁芯选用高磁导率的软磁材料。线圈2接通电源之后，圆柱形空腔内产生了速度为25转/秒的旋转磁场。本发明选取三种典型的破损球做了检测实验，分别叙述如下裂缝球。图2为裂缝球的示意图，裂缝的深度h＝5.9mm，缝宽a＝1.1mm，裂缝的对称平面通过球心。线圈接通电源后，随机地把裂缝球放置在支撑体上，经过不超过5秒的时间，裂缝便运动到球的上部区域，然后就可由涡流检测装置快速完成破损球检测。
平顶球。图3为平顶球的示意图，球缺拱高b＝4.6mm。把平顶球放置在支撑体上，若球缺平面和支撑体表面重合，则球不动，此时缺陷已位于球的下部区域，符合定位要求；除此位置之外，无论球缺面的初始位置如何，经过不超过4秒的运动，球缺都会运动到球的上部区域。缺陷定位之后，涡流检测装置便可迅速完成检测。
凹陷球。图4为凹陷球的示意图，凹陷深c＝8.8mm，θ＝50°。随机地放置凹陷球，运动的结果要么凹陷位于上部区域，要么凹陷位于下部区域，不存在其它位置。缺陷定位之后，涡流检测装置便可迅速完成检测。
利用本发明检测装置检测的导体球，可以全部由导电材料组成，也可以仅外层为导电材料而内核为绝缘材料所组成。涡流探头可以是放置式，也可以是穿过式。其探头线圈形式既可以是绝对式，也可以是差动式。
权利要求
1.一种导体球表面缺陷的无损检测装置，其特征在于该装置由线圈、涡流探头和支撑体组成；所述的线圈缠绕在线圈支架上，被检测导体球置于线圈中，被检测的导体球置于支撑体上，涡流探头置于导体球上方。
全文摘要
本发明涉及一种导体球表面缺陷的无损检测装置,该装置由线圈、涡流探头和支撑体组成,线圈缠绕在圆形支架上,支撑体置于线圈中,被检测导体球置于支撑体上,涡流探头置于导体球上方。当线圈通入交流电后,圆形支架的空腔中产生旋转磁场,从而使导体球旋转,在最终平衡状态时缺陷运动到球的上部,涡流探头即可检测出破损球。本检测装置结构简单、体积小、响应灵敏、可靠性高。
文档编号G01N27/90GK1184934SQ9712029
公开日1998年6月17日 申请日期1997年11月14日 优先权日1997年11月14日
发明者雷银照, 刘继国, 王大中, 徐元辉 申请人:清华大学