專利名稱：用于部件探傷的方法和裝置的制作方法
技術內容本發明一般地涉及渦流探傷，更具體地說涉及具有那些永久地附帶著渦流元件的部件。
背景技術：
渦流探傷通常用于在鋁制飛機油箱這一類導電部件中檢測缺陷。在進行這類探傷的過程中可通過電磁感應來使被探部件中感應出渦流。一般說來，具有一個或多個線圈的探頭被用來產生交變磁場，后者在部件中感應出渦流。當在部件中存在缺陷時，渦流的流動就會改變。改變的渦流會在二次磁場中產生變化，這些變化可由探頭檢測到。探頭根據變化的二次磁場產生一個電信號。電信號的幅值和相位一般和缺陷的大小成比例。
如上所述，過去用具有一個或多個線圈的探頭來實現探傷。探頭設在位于被探表面的鄰近。當利用探頭來檢測諸如在飛機機翼內部構成油箱的隔板的這類部件的內表面時，需要將結構拆開以便將探頭放到該表面的鄰近。根據結構的復雜程度，這種拆開、探傷以及重新裝配的過程需要若干小時、若干天、若干星期甚至更長。在這一期間，該結構是不能使用的。此外，需要實施這些任務的工時成本可能是相當高的。因此，需要這樣一種方法和裝置，使得可以在不需拆開結構的情況下對復雜結構的內表面實施渦流探傷。
發明內容
根據本發明的若干特征提供了一種方法，用來探測導電部件上的一個預先選定的區域以確定其中是否存在缺陷。該方法包括的步驟是在部件的預先選定的區域上永久性地安設一個渦流元件，并且對該元件進行激勵以便在部件的鄰近產生交變磁場，從而在部件內感應渦流。由渦流在部件的鄰近所形成的二次磁場產生一個電信號，該信號被該元件所檢測，使檢測到的信號與一個參考信號相比較以便確定該檢測到的信號是否與參考信號不同。這種不同表明在部件中存在著缺陷。
在另一方面，本發明的在部件上安裝檢測裝置的方法包括在部件上永久性地安設一個渦流元件并對該部件連接一個管道。在渦流元件上固定一個引線，引線穿過管道以便有選擇地將渦流元件連接到遠處的渦流探測設備上。
在又一方面，本發明包括用于一種用于在導電部件的預先選定的區域中檢測缺陷的探測裝置。該裝置包括一個基片，其尺寸和形狀能覆蓋該器件的預先選定的區域。基片含有粘合劑以便將基片固定在該部件的預先選定的區域上。另外，該裝置包含一個安設在基片上的主渦流元件，其尺寸和形狀能覆蓋預先選定區域的至少一部分以便檢測該部件的缺陷。
本發明的還有一方面包括將一個具有選定用于探傷的區域的導電部件與用于在該部件的該選定區域上檢測缺陷的裝置的組合。該裝置包括一個安設在該部件被選定用于探傷的區域之上的基片，以及一個主渦流元件，該元件安設在基片的至少一部分用于檢測在該區域中的缺陷的選定區域之上。
本發明的其余特征有些是很明顯的而有些將在下面被指出。
圖1是具有本發明的探傷裝置的部件的局部透視圖；圖2是本發明的探傷裝置的正視立面圖；圖3是表明探傷裝置及對沒有缺陷的部件渦流設備給出的響應的示意圖；圖4是表明該裝置及對具有小缺陷的部件的響應的示意圖；圖5是表明該裝置及對具有較大缺陷的部件的響應的示意圖。
在整個附圖的各視圖中相應的參考字符表示相應的部分。
具體實施例方式現在參考附圖，特別是圖1，一個導電的部件，例如用于構成飛機油箱的一個隔板的一部分總體上用參考數字10來表示。部件10在所有方面都是常規的，因此將不再作更詳細的說明。
如在圖1中進一步表明的，探傷裝置(總體上用12來表示)安裝在部件10上以便檢測部件的預先選定區域16上的缺陷(例如裂紋14)。雖然在圖1中只有部件10的一小部分被裝置12所覆蓋，但熟悉本技術的人們都明白，該裝置可以安放在部件的每一關鍵部分或者那些特別易于失效的部分。此外，整個部件10(或者那些能夠利用渦流探傷來探測的部分)都可以用裝置12來覆蓋而不背離本發明的范圍。
如圖2所示，裝置12包括一個基片，其尺寸和形狀能覆蓋部件10的預先選定的區域16。雖然基片可以有其它尺寸和形狀而不會偏離本發明的范圍，優選實施例的基片是具有寬度約為12.5mm和長度約為112.5mm的長方形。此外，雖然基片可以由其它材料制成而不背離本發明的范圍，優選實施例的基片20是一片Kapton帶，其背面有膠以便將基片附著在部件10的預先選定的區域16上。Kapton是美國特拉華州威明頓市的E.I.du Pont de Nemours公司(杜邦公司)在美國聯邦的注冊商標。或者，也可以使用分開的膠帶(未示出)來將基片20固定在部件10上。
主渦流元件總體用22來表示，它包括若干個渦流線圈24，安裝在基片20上(圖2)。雖然可以使用其它數量和形狀的主線圈24而不偏離本發明的范圍，但優選實施例的主元件22具有一個線圈的陣列，它由9行線圈形成，每行含有3個重疊的線圈。雖然可以使用別的線圈尺寸和形狀而不致偏離本發明的范圍，但優選實施例的每個線圈是長方形的，寬度約為0.75mm、長度約為42.5mm。這樣，優選實施例的元件22的尺寸和形狀是能夠至少覆蓋預先選定區域16的一部分以檢測部件中的缺陷。另外，在優選實施例的每一行中的各線圈24是以約為7.5mm的距離相互重疊的。雖然線圈可以由其它材料和用別的加工方式制成而不偏離本發明的范圍，但優選實施例的線圈是銅制的并是用常規的光刻加工在基片上刻蝕而成的。
如在圖2中進一步說明的，一個包括了渦流線圈28的參考渦流元件26裝設在基片20的主渦流線圈24的最下面一行的底下。熟悉本技術的人們將會理解，由于主渦流元件22和參考渦流元件26兩者都被基片20使其與部件10所隔開，因此這兩個元件都和部件以基本上相等且恒定的距離(即基片的厚度)相隔開。雖然可以使用其它數量和形狀的參考線圈而不致偏離本發明的范圍，優選實施例的參考元件26具有兩個分開的線圈28位于部件10的參考區域30(圖1)之上，這個區域是在選樣供探傷用的區域之外的。最好是，參考元件26要這樣定位，使它從對應于部件10的沒有缺陷的部分中取得參考信號。作為替代，可以設想，可以對主線圈24進行掃描以找出產生標稱的信號的線圈，該線圈就可以用作為參考線圈。這樣，在某些情況下參考元件可以位于選定區域16之內而不是在它之外。
量測引線32連接到每個主線圈24和每個參考線圈28，如圖2所示。這些引線32捆扎成束并穿過一個保護套管或導管34而引導到電接插件36，其位置可讓技術人員便于接觸以便有選擇地將主元件22和參考元件26連接到常規的渦流設備(在圖3中總體上用40來表示)。雖然套管34可以具有別的形狀而不會偏離本發明的范圍，在一個優選實施例中，套管是一個圓柱形的管子，其外徑約為5mm。另外，雖然可以使用其它裝置來把套管34固定在部件上而不會偏離本發明的范圍，在一個實施例中套管是用合適的常規的膠粘劑固定在部件上的。可以在部件10的低應力區域形成孔和/或槽或其它開口來容納套管34。另外，套管34的端頭可以用合適的傳統密封劑密封以防止污染物進入套管或部件10。再者，可以設想，在套管34的邊上可以形成開口以提供對引線的接觸。
熟悉本技術的人們將會理解，上面所說明的裝置可以用來探測導電部件10的預先選定的區域16以確定是否存在缺陷(例如裂縫14)。首先，渦流元件22永久地安裝在部件10的預先選定的區域16上。當測試預選的區域時，利用接插件36將常規的渦流設備40連接到元件22上。設備40對元件22進行激勵以便在部件10的鄰近產生交變磁場從而在部件中感應渦流。熟悉本技術的人們會了解，元件22檢測到由在部件10的附近因渦流所形成的二次磁場所產生的電信號。檢測到的電信號與參考信號作比較以確定該檢測到的信號是否不同于參考信號。這樣一種差別表明了在部件10中存在著缺陷14。
如在圖3中所表明的，如果不存在缺陷，那么主線圈(例如線圈42、44)所收到的電信號就等于由參考線圈28所接收的參考信號。這樣，當線圈42的阻抗與參考線圈28的阻抗在渦流設備40的相應顯示器46上進行比較時，其差異是零。與此相同，當線圈44的阻抗與參考線圈28的阻抗在渦流設備40的相應顯示器48上比較時，其差異是零。但是，當像裂紋14這樣的缺陷如圖4所示那樣沿著長度方向延伸時，那么顯示器46表明在線圈42和線圈28之間就會有阻抗的差異。由于缺陷的長度并沒有延伸到線圈44的下面，相應的顯示器48顯示零讀數。隨著裂紋延伸得更長，如圖5所示，則顯示器46和48兩者都表明在相應的線圈之間在阻抗上有差異。這樣，任何缺陷的位置和長度可以用上面所說明的裝置12和方法而檢測出來。
當介紹本發明的或其優選實施例的各元件時，冠詞“一個”、“該”或“所說的”是想要說明有一個或多個元件。詞組“包括”、“含有”和“具有”是想要說明是包容性的，并且意思是說除了列出的元件外還可能有其它元件。
由于在上述結構中可以進行各種修改而不會背離本發明的范圍，因此想要說明的是，在上述說明中所包含的或在附圖中所表示的所有內容都應該理解為說明性的而不是限制性的含義。
權利要求
1.一種探測導電部件(10)的預先選定的區域(16)以確定其中是否存在缺陷(14)的方法，該方法包括的步驟為在部件(10)的預先選定的區域(16)上永久性地固定一個渦流元件(22)；激勵該元件(22)以便在部件(10)的鄰近產生交變磁場從而在部件(10)中感應渦流；利用該元件(22)檢測在部件(10)的附近由渦流所形成的二次磁場所產生的電信號；和對檢測到的電信號和參考信號進行比較以確定檢測到的電信號是否不同于參考信號從而表示在部件(10)中存在缺陷。
2.一種在導電部件(10)上安裝探測裝置(12)以便檢查該部件(10)的預先選定的區域(16)從而確定其中是否存在缺陷的方法，該方法包括的步驟為將渦流元件(22)永久地安裝在部件(10)的預先選定的區域上(16)；在部件(10)上固定一個導管(34)；在渦流元件(22)上固定一個引線(32)以便有選擇地將渦流元件(22)連接到遠處的渦流探測設備(40)上，以及將引線(32)穿過導管(34)。
3.如權利要求2所提出的方法，其特征在于還包括如下步驟在部件(10)上形成一個開口以適合于容納該導管(34)；以及將導管(34)定位于開口中。
4.如權利要求2所提出的方法，其特征在于還包括密封該導管(34)以防止污染物進入其中的步驟。
5.用于在導電部件(10)的預先選定的區域(16)中檢測缺陷(14)的探傷裝置(12)，該裝置(12)包括一個基片(20)，其尺寸和形狀能覆蓋該部件(10)的預先選定的區域(16)，該基片(20)含有膠以便將該基片(20)固定在部件(10)的預先選定的區域上；以及安裝在基片(20)上的主渦流元件(22)，其尺寸和形狀能覆蓋該預先選定的區域(16)的至少一部分以便檢測部件(10)中的缺陷(14)。
6.如權利要求5提出的探傷裝置，其特征在于還包括一個參考渦流元件(26)，它安裝在基片(20)的鄰近主渦流元件(22)處，用于得到對應于部件(10)的沒有缺陷(14)那一部分的參考信號。
7.一個具有選定用于探傷的區域(16)的導電部件(10)和用于在該部件(10)的選定區域(16)中檢測缺陷(14)的裝置的組合，上述的裝置(12)包括一個基片(20)，它安裝在部件(10)的選定用于探傷的區域(16)上；以及一個主渦流線圈(22)，它安裝在基片(20)上的用來在該選定區域(16)中檢測缺陷(14)的至少一部分該選定區域(16)上。
8.如權利要求7所提出的組合，其特征在于該裝置(12)包括安裝在基片(20)上鄰近于主渦流線圈(22)的參考渦流元件(26)，以便得到對應于部件(10)中無缺陷(14)部分的參考信號。
9.如權利要求8所提出的組合，其特征在于，所述參考渦流元件(26)安設在位于被選定用于探傷的區域之外的該部件(10)的參考區上。
10.如權利要求7所提出的組合，其特征在于所說的主渦流元件(22)包括多個主渦流線圈(24)，它們安裝在基片(20)上的基本上全部選定區域(16)上。
全文摘要
探測導電部件(10)的預定區域(16)以確定缺陷(14)存在的方法。包括:將渦流元件(22)永久安裝在部件(10)的預定區域(16)上并激勵該元件(22)以便在鄰近該部件(10)處產生交變磁場。利用元件(22)檢測出在部件(10)附近所形成的二次磁場所產生的電信號,且檢測到的電信號和參考信號相比較以確定該檢測到的信號與參考信號是否不同。這種不同表明在部件(10)中有缺陷(14)。還公開了用于實施該方法的探傷裝置(12)。
文檔編號G01N27/90GK1339701SQ0112466
公開日2002年3月13日 申請日期2001年7月27日 優先權日2000年7月27日
發明者S·C·納斯, T·J·巴特青格, C·W·羅斯, 杰克 P·P·斯特賴 申請人:通用電氣公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
