金属管材涡流探伤探头的研发

涡流探头

探头是涡流探伤技术整个设备中最主要的部件，我们经过多种形状点探头的选型研究，现在成功地使用“磁差式”点探头，它由激励绕组和检出绕组组成。每一个绕组均绕在具有很高导磁率的大小尺寸相同的铁淦氧芯棒上，两个激励绕组并排安放在一个检出绕组的两边，三个绕组紧靠在一起，排在一条直线上。在没有缺陷时，两个反接的激励绕组在检出绕组上产生的感应电压正好平衡，因而没有信号输出。当在探头下的管材中出现缺陷时，这种平衡被破坏，检出线圈就发出一个包含缺陷信息的调制波信号，送至涡流探伤仪进行处理和显示，得到反映缺陷的信号。

这种磁差式点探头与“电差式”探头相比较，由于具有两个反接的激励绕组，增大了在检出绕组附近的磁场强度的梯度，只有一个检出绕组，减小了仪器信号源的内阻，均有利于探伤灵敏度的提高；同时，在同样激励电压下，两个激励绕组的磁芯的饱和程度不严重，有利于探伤分辨率的提高；还有制作容易等特点。

点状探头为了探测整个管材表面，探头相对于管材必须作螺旋扫描。在探头旋转时，信号耦合采用旋转变压器式的电感耦合。旋转变压器分为激励用旋转变压器和检出用旋转变压器两个，每个旋转变压器的次级线圈均与探头一起绕管材旋转，其初级线圈固定不动，与仪器相连，起到馈送激励电压和接收缺陷信号的作用。

探头与被测管材表面的间距，直接影响探测灵敏度.实验结果得出：对同一缺陷，间距由1毫米减到0.5和0.2毫米，灵敏度分别提高约四和九倍。因此，就产生由于“偏心”引起灵敏度变化而可能发生漏检和误检的问题。经研究把点探头安装在一浮动骨架上，用弹簧使探头与管材表面间保持固定不变的间距就可解决这个问题，我们叫它“浮动”探头。

由于涡流对金属管材探伤时存在趋肤效应，不能检出管内壁较小缺陷，我们研制成功一种小型内壁探头，直径只有几毫米，确保了探测管材内外壁各种微小缺陷有一样的灵敏度，提高了检测质量。