金属结构应力检测传感器探头的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及应力检测传感器，尤其涉及一种专门适用于快速检测金属结构应力的检测传感器探头。
【背景技术】
[0002]基于磁力耦合法的金属结构应力检测技术是一种快速、灵敏、高效的检测方法，可以对金属结构的应力进行快速的定位及定量识别，其具有快速、准确、无损等优点。当金属内部出现应力集中或金属受外部应力时,金属内部的磁畴会发生变化,通过磁探头,可检测金属的应力分布，此方法形象直观，便于检测。我国利用磁力耦合法用于金属应力检测及安全评估还处于发展阶段，而亟待解决的问题之一则在于如何更加高效、准确的检测金属应力分布。
[0003]磁力耦合法检测金属结构内应力是检测金属结构内应力的关键技术之一，其快速与准确直接影响内应力分布结果。目前国内外在金属内应力检测领域普遍使用基于磁记忆的金属检测方法，其传感器采用磁记忆检测仪，对金属表面的磁场分布进行检测，其存在的不足有:
[0004](I)磁场激励频率不可调，基于磁场大小，不能改变磁场的激励频率；
[0005](2)磁场大小不可调，基于地球磁场，不能调节激励磁场大小；
[0006](3)磁场激励方向不可调,基于地球磁场,不能改变磁场激励方向；
[0007](4)检测效率低，不能对金属结构进行快速扫描式检测。
[0008](5)磁场方向不理想，不能产生较为理想的水平磁场。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种同时对金属结构进行激励和检测的传感器探头，该应力传感器探头可从外部输入调制后的电流，从而产生可调的磁场强度，磁场频率及磁场激励方向，设计磁芯四角结构，使传感器发出较为理想的水平磁场，并通过激励与检测同步的方式，对金属结构进行快速应力检测。
[0010]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0011]提供一种金属结构应力检测传感器探头，包括磁芯、激励线圈和检测线圈；
[0012]该磁芯包括两个对称设置的门型结构，两个门型结构的上部中间通过一横梁结构连接，两个门型结构的四根门柱均为探头；
[0013]激励线圈均匀绕在该横梁结构上，检测线圈均匀绕在其中一根门柱上。
[0014]本实用新型所述的金属结构应力检测传感器探头中，所述四根门柱均为矩形门柱或者圆形门柱。
[0015]本实用新型所述的金属结构应力检测传感器探头中，所述磁芯为高磁导率的实心结构。
[0016]本实用新型所述的金属结构应力检测传感器探头中，所述激励线圈均匀绕在该横梁结构上，所述检测线圈均匀绕在其中一根门柱上。
[0017]本实用新型所述的金属结构应力检测传感器探头中，所述激励线圈和所述检测线圈为相同低阻值的线圈。
[0018]本实用新型所述的金属结构应力检测传感器探头中，所述激励线圈和所述检测线圈均为纯铜线圈。
[0019]本实用新型所述的金属结构应力检测传感器探头中，所述横梁结构为矩形结构或者圆柱结构。
[0020]本实用新型产生的有益效果是:本实用新型的金属结构应力检测传感器探头，通过四角探头，在金属结构内部形成较为理想的平行磁场。传感器探头通过外部输入调制的电流，可产生可调的磁场。采用激励与检测同时进行的方式，对金属结构的应力进行定性及定量检测，并可对金属结构进行快速扫描，检测效率高，检测精度高。
【附图说明】
[0021]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0022]图1是本实用新型实施例金属结构内应力传感器探头的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0024]如图1所示，本实用新型实施例金属结构应力检测传感器探头，包括磁芯1、激励线圈4和检测线圈5，磁芯I为四角探头磁芯，磁芯I包括两个门型结构7，每个门型结构7的门柱即为探头2，呈对称分布，两个门型结构7上部中间通过一个横梁结构3连接，横梁结构3为矩形结构或者圆柱结构。两个门型结构的四根门柱均为矩形门柱或者圆形门柱(即圆柱体)。激励线圈4顺时针或者逆时针均匀绕在该横梁结构上，检测线圈5顺时针或者逆时针均匀绕在磁芯I的一个探头2上。本实用新型将激励线圈4和检测线圈5安装在同一个磁芯I上，可对结构进行应力定性及定量检测，检测精度高，检测效率高。
[0025]金属结构应力检测传感器探头的工作原理:采用的激励线圈4顺时针绕在磁芯I上，检测时四角与钢板同时接触。通过外加调制的交变电流，产生固定频率和固定大小的激励磁场，磁场通过磁芯I在两个门型结构7之间形成较为均匀的平行磁场，当传感器探头经过金属结构6表面时，其应力将改变磁场分布，通过绕在传感器探头上一角上的检测线圈5将磁场的变化转化为电压的变化，输出后到处理终端，对金属结构的应力分布及大小进行评估。
[0026]本实用新型的一个实施例中，磁芯I为硅钢片材料，该材料具有高磁导率的特点。
[0027]本实用新型的一个实施例中，磁芯I高度分别设置为18mm、20mm、22mm、24mm、26mm、28mm、30mm、32mm、34mm,磁芯长度、宽度均为 36mm。
[0028]本实用新型的一个实施例中，激励线圈4和检测线圈5均采用纯铜材料制作，顺时针分别绕在横梁结构3和门型结构7的一个门柱上。
[0029]本实用新型的一个实施例中，通过优化，激励线圈4的匝数为100匝，检测线圈的阻数为200阻。
[0030]本实用新型的一个实施例中，采用正弦激励方式，电压幅值为20V，频率为10Hz。
[0031]本实用新型的一个实施例中，传感器提离距离为0，即检测时，传感器与金属结构6接触。
[0032]综上，本实用新型的金属结构应力检测传感器探头，采用激励与检测同时进行的方式，对金属结构的应力进行定性及定量检测，检测效率高，检测精度高，可对金属结构进行快速扫描。该传感器探头通过外部输入调制的电流，可产生可调的磁场。通过四角探头，在金属结构内部形成较为理想的平行磁场。
[0033]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种金属结构应力检测传感器探头，其特征在于，包括磁芯、激励线圈和检测线圈； 该磁芯包括两个对称设置的门型结构，两个门型结构的上部中间通过一横梁结构连接，两个门型结构的四根门柱均为探头； 激励线圈均匀绕在该横梁结构上，检测线圈均匀绕在其中一根门柱上。
2.根据权利要求1所述的金属结构应力检测传感器探头，其特征在于，所述四根门柱均为矩形门柱或者圆形门柱。
3.根据权利要求1所述的金属结构应力检测传感器探头，其特征在于，所述磁芯为高磁导率的实心结构。
4.根据权利要求1所述的金属结构应力检测传感器探头，其特征在于，所述激励线圈均匀绕在该横梁结构上，所述检测线圈均匀绕在其中一根门柱上。
5.根据权利要求1所述的金属结构应力检测传感器探头，其特征在于，所述激励线圈和所述检测线圈为相同低阻值的线圈。
6.根据权利要求5所述的金属结构应力检测传感器探头，其特征在于，所述激励线圈和所述检测线圈均为纯铜线圈。
7.根据权利要求1所述的金属结构应力检测传感器探头，其特征在于，所述横梁结构为矩形结构或者圆柱结构。
【专利摘要】本实用新型公开了一种金属结构应力检测传感器探头，包括磁芯、激励线圈和检测线圈；该磁芯包括两个对称设置的门型结构，两个门型结构的上部中间通过一横梁结构连接，两个门型结构的四根门柱均为探头；激励线圈均匀绕在该横梁结构上，检测线圈均匀绕在其中一根门柱上。本实用新型通过四角探头，在金属结构内部形成较为理想的平行磁场。传感器探头通过外部输入调制的电流，可产生可调的磁场。采用激励与检测同时进行的方式，对金属结构的应力进行定性及定量检测，并可对金属结构进行快速扫描，检测效率高，检测精度高。
【IPC分类】G01L1-12
【公开号】CN204495493
【申请号】CN201520040781
【发明人】刘志平, 李宗琛, 夏鹏, 王亚辉
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年1月21日