一种以手指触觉为辅助手段的涡流检测方法及装置

摘要

本发明公开了一种以手指触觉为辅助手段的涡流检测方法及装置，是将能够用来实现涡流检测的线圈绕成薄饼状或制作在柔性电路板上，形成可柔性弯曲的小传感器，再将小传感器装在人体(即操作者)的手指上，手指相当于线圈的骨架，由于小传感器可柔性弯曲，因此小传感器可以随手指指面的柔动而适配在金属结构件的表面，同时，利用人体触觉的灵敏性与手指的灵活性，可方便地在金属结构件的被测面进行移动，不受各种障碍如凹陷、焊瘤等的影响，能够利用手指的触觉来进行辅助定位和判断，以提高检测结果的准确性和适应能力，该方法特别适用于对金属结构件的复杂表面的缺陷检测。

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡流检测方法，特别是涉及一种以手指触觉为辅助手段的涡流检测方法及装置。

背景技术

无损检测NDT(nondestructive test)是对材料或工件实施一种不损害或不影响其未来使用性能或用途的检测手段，通过使用NDT，能发现材料或工件内部和表面所存在的缺陷，能测量工件的几何特征和尺寸，能测定材料或工件的内部组成、结构、物理性能和状态等。无损检测技术现已被广泛地应用于各个工业领域中，比如制造业、航天航空、石油化工等领域中。

涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法，它是把通电线圈接近金属结构件的表面，由线圈建立交变磁场，该交变磁场通过金属结构件，并与之发生电磁感应作用，在金属结构件内建立涡流；金属结构件中的涡流也会产生自己的磁场，涡流磁场的作用改变了原磁场的强弱，进而导致线圈电压和阻抗的改变；当金属结构件的表面或近表面出现缺陷时，将影响到涡流的强度和分布，涡流的变化又引起了检测线圈电压和阻抗的变化，根据这一变化，就可以间接地知道金属结构件所存在的缺陷，其中线圈起着传感器的作用。

现有用来进行涡流检测的线圈通常要被固定在一定的载体上来构成传感器，比如将线圈缠绕在线圈架上就是其中的一种，线圈架其实就相当于线圈的骨架，当要对金属结构件进行涡流检测时，只需移动线圈架就可以使线圈沿着探测面进行移动，由于有了线圈架这一骨架结构，就使得传感器在体积上占有一定的空间，这样，就不便于传感器进入各个探测位置进行检测，比如，在对铁路轮轴进行检测时就会出现这样的问题，在铁路轮轴上通常还装有动力传动或制动等装置，现有的传感器就难以伸到需要的探测位置对轮轴进行检测，在车轮端面的周边通常有凸沿，端面的中部通常有凸起，在凸沿、凸起与端面之间则有R角过渡，因此，对R角过渡位置的检测也不易操作，特别是由于有其他装置的阻挡，操作者的视线会被挡住，传感器的移动位置难以准确判断，容易发生漏检。相同的问题也出现在其他一些机械零部件上，特别是用来检测有形面变化的金属体表面时，比如如飞机叶片、齿轮、连杆等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种以手指触觉为辅助手段的涡流检测方法及装置，是将用来进行涡流检测的线圈贴在人体手指的指面上，以人体的手臂为可移动的探杆，利用人体手指的关节来调整线圈的适应面，以人体的触觉来感触探测位置，是充分利用了人体触觉的灵敏性与手指的灵活性，以手指触觉作为检测的辅助手段，从而大大提高了检测定位的准确性和辅助判断能力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种以手指触觉为辅助手段的涡流检测方法，包括：

将能够实现涡流检测的线圈绕成薄饼状或以印刷电路的方式制作在柔性电路板上，线圈的出线端连接至涡流检测仪；

将薄饼状的线圈或印有线圈的柔性电路板装在操作者的手指指面上；

用操作者的装有薄饼状的线圈或柔性电路板的手指去触摸金属结构件的表面；

由涡流检测仪的计算机系统发出预置的激励信号，该激励信号在金属结构件所产生的涡流感应信号由线圈所拾取，该拾取的涡流感应信号输给涡流检测仪；

在线圈拾取信号的过程中，用操作者的触觉来体会金属结构件表面的状态，调整线圈在金属结构件表面的移动，让手指上的薄饼状的线圈或柔性电路板与金属结构件的表面成适配状态；

在涡流检测仪中，涡流感应信号经放大、相敏检波后由计算机系统进行涡流分析处理；

操作者将检测过程中的触觉体会与计算机系统得出的分析处理结果相结合并进行综合分析处理。

所述的薄饼状的线圈或印有线圈的柔性电路板是采用绑绳固定的方式而装在人体的手指指面上。

所述的薄饼状的线圈或印有线圈的柔性电路板是采用粘带粘贴固定的方式而装在人体的手指指面上。

所述的薄饼状的线圈或印有线圈的柔性电路板是装在对应于人体的手指指面一侧的软体指套中，再将软体指套套在人体的手指上，使薄饼状的线圈或印有线圈的柔性电路板处在人体的手指指面上。

一种用来实现以手指触觉为辅助手段的涡流检测方法的装置，包括能够套在人体手指上的软体指套，在软体指套内装有柔性电路板，在柔性电路板上设有螺旋式印刷线圈，螺旋式印刷线圈的引线通过导线与适配器相连接，适配器通过电缆与涡流检测仪相连接。

所述的软体指套由软体外套和软体内套构成，所述柔性电路板夹在软体外套和软体内套之间。

所述的软体指套为能够适配地套在人体一个手指上的单指套结构，在单指套结构内装有一个或多个柔性电路板，柔性电路板上设有一圈结构或多圈结构的螺旋式印刷线圈，螺旋式印刷线圈的引线通过导线与软体指套外的适配器相连接。

所述的软体指套为能够套在人体多个手指上的多个单指套结构，在每个单指套结构内分别装有一个或多个柔性电路板，柔性电路板上分别设有一圈结构或多圈结构的螺旋式印刷线圈，螺旋式印刷线圈的引线分别通过导线与软体指套外的适配器相连接。

所述的软体指套包括能够套在人体多个手指上的多个单指套结构和整体连接在多个单指套结构根部的掌套，在每个单指套结构内分别装有一个或多个柔性电路板，柔性电路板上分别设有一圈结构或多圈结构的螺旋式印刷线圈，螺旋式印刷线圈的引线分别通过导线与容纳在掌套中的适配器相连接。

该掌套可以是半截套结构，即只让一部分手掌套进去；该掌套也可以是全套结构，即让使用者的整个手掌都套进去；该掌套还可以是延伸有臂套，即不但手掌能够完全套入，手臂也有一部分可以套进去。

所述电缆上还设有一个或多个能够用来将电缆固定在人体手臂处的固定装置。

所述的固定装置为绑带结构或摩术贴带结构或搭扣带结构。

本发明的一种以手指触觉为辅助手段的涡流检测方法，是将能够用来实现涡流检测的线圈结构绕成薄饼状或制作在柔性电路板上，形成可柔性弯曲的小传感器，再将小传感器装在人体(即操作者)的手指上，手指相当于线圈的骨架，由于小传感器可柔性弯曲，因此小传感器可以随手指指面的柔动而适配在金属结构件的表面，同时，利用人体触觉的灵敏性与手指的灵活性，可方便地在金属结构件的被测面进行移动，不受各种障碍如凹陷、焊瘤等的影响，能够利用手指的触觉来进行辅助定位和判断，可以提高检测定位的准确性和判断能力，该方法特别适用于对金属结构件的复杂表面的缺陷检测。

本发明的有益效果是，由于采用了将能够实现涡流检测的线圈绕成薄饼状或以印刷电路的方式制作在柔性电路板上，然后将薄饼状的线圈或印有线圈的柔性电路板装在操作者的手指指面上，再用操作者的装有薄饼状的线圈或柔性电路板的手指去触摸金属结构件的表面，线圈受激励后在金属结构件会产生涡流感应信号，该涡流感应信号与金属结构件近表面的结构相关联，在线圈拾取信号的过程中，用操作者的触觉来体会金属结构件表面的状态，调整线圈在金属结构件表面的移动，让手指上的薄饼状的线圈或柔性电路板与金属结构件的表面成适配状态，操作者并将检测过程中的触觉体会与计算机系统得出的分析处理结果相结合并进行综合分析处理。该方法是充分利用了人体触觉的灵敏性与手指的灵活性，手指可方便地在被测面移动，不受障碍、凹陷、焊瘤等影响，利用手指的触觉来进行辅助定位和判断，可大大提高检测定位的准确性和判断能力。该方法能够很方便地用于铁路轮轴及有形面变化的金属结构体(如飞机叶片、齿轮、连杆等)的缺陷检测。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种以手指触觉为辅助手段的涡流检测方法及装置不局限于实施例。

附图说明

图1是实施例一本发明的装置的构造示意图；

图2是实施例一本发明的装置的软体指套的剖视图；

图3是实施例一本发明的装置的使用状态的构造示意图；

图4是实施例二本发明的装置的构造示意图。

具体实施方式

实施例一，本发明的一种以手指触觉为辅助手段的涡流检测方法，包括：

将能够实现涡流检测的线圈绕成薄饼状或以印刷电路的方式制作在柔性电路板上，线圈的出线端连接至涡流检测仪；

将薄饼状的线圈或印有线圈的柔性电路板装在操作者的手指指面上；

用操作者的装有薄饼状的线圈或柔性电路板的手指去触摸金属结构件的表面；

由涡流检测仪的计算机系统发出预置的激励信号，该激励信号在金属结构件所产生的涡流感应信号由线圈所拾取，该拾取的涡流感应信号输给涡流检测仪；

在线圈拾取信号的过程中，用操作者的触觉来体会金属结构件表面的状态，调整线圈在金属结构件表面的移动，让手指上的薄饼状的线圈或柔性电路板与金属结构件的表面成适配状态；

在涡流检测仪中，涡流感应信号经放大、相敏检波后由计算机系统进行涡流分析处理；

操作者将检测过程中的触觉体会与计算机系统得出的分析处理结果相结合并进行综合分析处理。

图1为一种用来实现以手指触觉为辅助手段的涡流检测方法的装置的构造示意图；图2为该装置的软体指套的剖视图；图3为该装置的使用状态的构造示意图；

该装置包括能够套在人体手指上的软体指套1，在软体指套1内装有柔性电路板2，在柔性电路板2上设有螺旋式印刷线圈3，螺旋式印刷线圈3的引线通过导线31与适配器4相连接，适配器4通过电缆5与涡流检测仪(图中未示出)相连接；采用适配器4主要为了减少电缆5内的导线数量。

其中：

软体指套1由软体外套和软体内套构成，柔性电路板2夹在软体外套和软体内套之间；

软体指套1包括能够套在人体四个手指上的四个单指套结构11和整体连接在四个单指套结构根部的掌套12，本实施例的掌套12为半截套，仅用来套住手掌的一部分，当然，也可以是整个掌套结构(即将人体的整个手掌完全套住)，或者还可以是包括能够套住一部分手臂的掌套结构，在每个单指套结构11内分别装有二个柔性电路板2，每个柔性电路板2上分别设有一圈结构的螺旋式印刷线圈3，当然也可以是多圈结构的螺旋式印刷线圈，每个螺旋式印刷线圈3的引线分别通过导线31与容纳在掌套中的适配器4相连接；当然，也可以是在每个单指套结构内分别装有一个柔性电路板，每个柔性电路板上分别设有一圈结构或多圈结构的螺旋式印刷线圈，每个螺旋式印刷线圈的引线分别通过导线与容纳在掌套中的适配器相连接；还可以是，在每个单指套结构内分别装有三个及其以上的柔性电路板，每个柔性电路板上分别设有一圈结构或多圈结构的螺旋式印刷线圈，每个螺旋式印刷线圈的引线分别通过导线与容纳在掌套中的适配器相连接；

电缆5上还设有二个能够用来将电缆固定在人体手臂处的固定装置6，当然，也可以根据需要设置一个固定装置或是三个及其以上的固定装置；该固定装置6采用摩术贴带结构，当然，也可以为绑带结构或搭扣带结构等其他结构。

本发明的一种用来实现以手指触觉为辅助手段的涡流检测方法的装置，是将能够用来实现涡流检测的线圈结构3设置在柔性电路板2上，形成可柔性弯曲的小传感器，再将这些小传感器设置在软体指套1内，利用软体指套1来作为线圈结构3的支撑，使柔性电路板2能够随手指表面的弯曲而弯曲。使用时，将内装有柔性电路板的软体指套1套在操作者的手上，与涡流检测仪相连接的电缆5则可以通过摩术贴带结构6固定在操作者的手臂上，然后由操作者将手伸到金属结构件的需要检测部位，特别是具有R角的圆弧面部位，利用手指的灵活性以及柔性电路板2的可柔性，让装有小传感器的指套表面与金属结构件的弧形表面充分接触，来对金属结构件进行无损检测。检测时，由涡流检测仪进行信号激励，柔性电路板的螺旋式印刷线圈3拾取被检测位置的电磁感应信号，电磁感应信号通过适配器4及电缆5后输给涡流检测仪进行分析处理。

本发明的一种用来实现以手指触觉为辅助手段的涡流检测方法的装置，也可以将绕成薄饼状的线圈来代替印有线圈的柔性电路板，即将薄饼状的线圈直接装在软体指套内。

本发明的一种用来实现以手指触觉为辅助手段的涡流检测方法的装置，可以用来对铁路轮轴的表面缺陷进行检测，也可以用来对叶片、机械零部件进行检测，由于叶片通常为弧形面，因此，采用该装置可以方便地对弧面、边角、弯折、台阶等各种复杂面进行检测。

本发明的一种以手指触觉为辅助手段的涡流检测方法，薄饼状的线圈或印有线圈的柔性电路板是装在对应于人体的手指指面一侧的软体指套中，再将软体指套套在人体的手指上，使薄饼状的线圈或印有线圈的柔性电路板处在人体的手指指面上。当然，将薄饼状的线圈或印有线圈的柔性电路板装在手指上还可以有其他的方式，比如，可以采用绑绳固定的方式即薄饼状的线圈或印有线圈的柔性电路板是采用绑绳固定的方式而装在人体的手指指面上；也可以采用粘带粘贴固定的方式即薄饼状的线圈或印有线圈的柔性电路板是采用粘带粘贴固定的方式而装在人体的手指指面上。

实施例二，参见图4所示，本发明的一种以手指触觉为辅助手段的涡流检测方法，与实施例一的不同之处在于，用来实现以手指触觉为辅助手段的涡流检测方法的装置不相同，该装置虽然也是手套式结构，但是该装置的软体指套1为能够套在人体二个手指上的二个单指套结构11，在每个单指套结构11内分别装有一个柔性电路板(图中未示出)，当然，也可以是多个柔性电路板，每个柔性电路板上分别设有一圈结构或多圈结构的螺旋式印刷线圈，每个螺旋式印刷线圈的引线分别通过导线与软体指套外的适配器相连接。

当然，软体指套也可以为能够套在人体一个手指上的单指套结构，或者是，也可以套在人体三个手指或四个手指上的单指套结构。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种以手指触觉为辅助手段的涡流检测方法及装置，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。