專利名稱：一種電磁無損檢測探頭的檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電磁無損檢測探頭的檢測系統(tǒng)，尤其涉及一種具有渦流檢 測、漏磁檢測與磁記憶檢測功能的電磁無損檢測探頭的檢測系統(tǒng)。
背景技術：
隨著質量監(jiān)控的要求越來越嚴格，對無損檢測技術也提出了更高的要求。 無損檢測技術能反映部門、行業(yè)、地區(qū)甚至國家整體工業(yè)技術水平，能帶來明 顯的效益，在工業(yè)發(fā)達國家，無損檢測已成為與設計、材料、制造(工藝)并 列的四大關鍵技術，對機械、石化、航空、航天、汽車、壓力容器、鐵路、道 路、核工業(yè)等諸多相關行業(yè)和技術領域的進步起重要作用。渦流檢測、漏磁檢測和磁記憶檢測均為基于電磁場的無損檢測方式。傳統(tǒng) 的渦流方法在大面積掃描和深層缺陷檢測兩方面都存在問題，對于高分辨力的 大面積渦流檢測，陣列渦流探頭比傳統(tǒng)的機械式掃描探頭更具優(yōu)勢。漏磁檢測 是對磁化后的鐵磁性材料表面及近表面的檢測，在缺陷處形成漏磁場，通過對 漏磁場的檢測就可以研究和分析缺陷。磁記憶檢測技術是基于鐵磁體的磁彈性 效應和漏磁場的不可逆效應，對鐵磁性金屬部件進行早期診斷的行之有效的方 法，可以快速檢測出缺陷的位置。渦流檢測是基于動態(tài)電磁場檢測方式；漏磁 檢測采用直流、交流或永磁體對所測區(qū)域勵磁，利用靜態(tài)磁場或動態(tài)磁場檢測 方式；磁記憶則利用靜態(tài)電磁場作為磁化源。在這幾種電磁無損檢測系統(tǒng)方式 中，對電磁場的準確測量成為關鍵。渦流檢測、漏磁檢測及磁記憶檢測等電磁 無損檢測技術也在不斷完善與發(fā)展，但是當前普遍將這幾種技術獨立看待，分 別發(fā)展，沒有將這幾種檢測技術有機地統(tǒng)一起來，使得采用這幾種技術的用戶 成本翻倍增加。發(fā)明內(nèi)容為解決上述中存在的問題與缺陷，本發(fā)明提供了一種電磁無損檢測系統(tǒng)。 本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的 本發(fā)明所涉及的一種電磁無損檢測系統(tǒng)，包括檢測設備，發(fā)送該設備的各個特性參數(shù)到信號處理設備，并接收信號處理 設備處理后與檢測設備相關的參數(shù)，并根據(jù)相關參數(shù)對該檢測設備的特性參數(shù) 進行修正；信號處理設備，向檢測設備發(fā)送相應的工作參數(shù)，并設定其檢測方式，且 根據(jù)該檢測方式啟動該信號處理設備的相關部件，然后將接收到的檢測信號進 行調(diào)理與轉換，并將轉換后的信號進行分析與處理，且將處理后的信號輸出到打印單元或存儲單元。所述檢測設備還包括存儲單元，存儲檢測設備的各個各部件的特性參數(shù)； 控制單元，控制存儲單元與多路轉換單元的運行，實現(xiàn)檢測設備與信號處理設 備之間的通信，對各參數(shù)進行相互傳輸；巨磁傳感單元，包括X向磁場巨磁傳 感單元與Y向磁場巨磁傳感單元，并將各陣元輸出的檢測信號傳輸?shù)蕉嗦忿D換 單元；多路轉換單元，將接收到的各陣元的檢測信號經(jīng)前置放大器傳輸?shù)叫盘?處理設備。所述信號處理設備包括信號調(diào)理單元，接收所述檢測設備中巨磁傳感單 元的各陣元輸出的檢測信號，并對該信號進行調(diào)理，使調(diào)理后的信號適合于轉 換單元所需的工作范圍，然后輸出到轉換單元；轉換單元，接收調(diào)理單元調(diào)理 后的檢測信號，并對該檢測信號進行模擬-數(shù)字的轉換，然后將轉換后的模擬 信號傳輸?shù)浆F(xiàn)場可編程門陣列；存儲單元，將通過FPGA( Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)與中央處理器對檢測信號進行儲存，并提供 數(shù)據(jù)處理所需的工作空間。本發(fā)明提供的技術方案的有益效果是通過檢測系統(tǒng)在不改變傳感探頭的條件下，采用二維磁場巨磁傳感陣列的 探頭可以進行渦流、漏磁和磁記憶檢測，將基于動態(tài)電磁場和靜態(tài)電磁場的無 損檢測技術統(tǒng)一起來，可進行多種方式協(xié)同檢測，提高檢測的可靠性。


圖1是檢測系統(tǒng)結構圖J)
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明 實施方式作進一步地詳細描述
本實施例提供了一種電磁無損檢測系統(tǒng)。
參見圖l，該系統(tǒng)是通過模擬與數(shù)字信號處理實現(xiàn)渦流檢測、漏磁檢測以 及磁記憶檢測等不同電磁無損檢測系統(tǒng)的檢測功能，并通過對動態(tài)與靜態(tài)的磁 場進行傳感，實現(xiàn)渦流檢測、漏磁檢測和磁記憶檢測等一體化檢測。主要包括 檢測設備與信號處理設備，其中檢測設備包括巨磁傳感單元、控制單元、存 儲單元與多路轉換單元。所述巨磁傳感單元包括X向磁場巨磁傳感陣列2與Y 向磁場巨磁傳感陣列3，且將該信號傳輸?shù)蕉嗦忿D換單元5，并經(jīng)前置放大器9 傳輸?shù)叫盘柼幚碓O備。所述檢測設備還包括控制單元，由CPLD控制單元6控制 FLASH存儲單元4與多路轉換單元5的運行，并對檢測設備與信號處理設備之間 的參數(shù)進行相互傳輸，其中控制單元還連接光電編碼器l用來進行檢測設備位 置的檢測，實現(xiàn)檢測設備的定位。
信號處理設備包括信號調(diào)理單元、轉換單元與存儲單元。所述檢測設備
的檢測信號輸出到信號處理設備時，首先由信號調(diào)理單元ll對該信號進行調(diào)理
后傳輸?shù)睫D換單元中的A/D轉換器13中進行模擬-數(shù)字轉換后，傳輸?shù)紽PGA14 (Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)中進行處理，并將處理 后的信號通過中央處理器16由FLASH存儲器17和SDRAM存儲器15進行儲存或經(jīng)過通信接口18由打印機進行打印19。所述FPGA14根據(jù)檢測方式將相應信號 通過D/A轉換器12進行數(shù)字-模擬轉換后傳輸?shù)焦β史糯髥卧?0，然后輸出到檢 測設備中的磁場偏置線圈7和勵磁線圈8。
所述電磁無損檢測系統(tǒng)進行渦流檢測、漏磁檢測及磁記憶檢測方式是通過 如下技術方案實現(xiàn)的
渦流檢測CPU16根據(jù)檢測要求設定渦流檢測的激勵波形，包括正弦波、 脈沖波或其他任意波形，并將波形離散后輸出到FPGA14內(nèi)，F(xiàn)PGA14根據(jù)離散 后的波形數(shù)據(jù)按照一定的時序和頻率輸出到D/A轉換器12中，D/A轉換器12輸 出的波形經(jīng)過功率放大單元10放大以后分別輸出到檢測設備中的磁場偏置線 圈7、激勵線圈8，偏置線圈7產(chǎn)生的磁場用于提供y向磁場巨磁傳感陣列3的工 作磁場，激勵線圈8用于產(chǎn)生渦流檢測所需的激勵磁場；y向磁場巨磁傳感陣列 3用于接收渦流檢測信號，接收的檢測信號通過多路轉換單元5經(jīng)前置放大器9 放大后輸出到信號調(diào)理單元ll,使之適合A/D轉換器13的工作范圍，調(diào)理后的 渦流檢測信號通過A/D轉換器13進行模擬一數(shù)字的轉換，轉換后的數(shù)字信號輸 出到FPGA14內(nèi)，進行數(shù)字濾波、信號分析處理后輸出到CPU16內(nèi)，CPU16將 處理后的接收信號顯示與打印單元19進行顯示，或通過通信接口18輸出到其他 存儲器、網(wǎng)絡等，實現(xiàn)任意波形的渦流檢測。
漏磁檢測待測鐵磁性零部件經(jīng)過直流、交流或永磁體磁化后進行檢測， 探頭內(nèi)x向磁場巨磁傳感陣列2用于接收漏磁檢測信號，接收的檢測信號通過多 路轉換單元5經(jīng)前置放大器9放大后輸出到信號調(diào)理單元11，使之適合A/D轉換 器13的工作范圍，調(diào)理后的檢測信號通過A/D轉換器13進行模擬一數(shù)字的轉換， 轉換后的模擬信號輸出到FPGA14內(nèi)，進行數(shù)字濾波、信號分析與處理后輸出 到CPU16內(nèi)，CPU16將處理后的接收信號顯示與打印單元19進行顯示，或通過 通信接口18輸出到其他存儲器、網(wǎng)絡等，實現(xiàn)漏磁檢測。磁記憶檢測對經(jīng)地磁場磁化后的待測鐵磁性零部件進行檢測，探頭內(nèi)x 向磁場巨磁傳感陣列2用于接收磁記憶檢測信號，接收的檢測信號通過多路轉 換單元5經(jīng)前置放大器9放大后輸出到信號調(diào)理單元11，使之適合A/D轉換器13 的工作范圍，'調(diào)理后的檢測信號通過A/D轉換器13進行模擬一數(shù)字的轉換，轉 換后的模擬信號輸出到FPGA14內(nèi)，進行數(shù)字濾波、信號分析與處理后輸出到 CPU16內(nèi)，CPU16將處理后的接收信號顯示與打印單元19進行顯示，或通過通 信接口18輸出到其他存儲器、網(wǎng)絡等，實現(xiàn)磁記憶檢測。
本實施例提供了一種能夠實現(xiàn)渦流檢測、漏磁檢測以及磁記憶檢測等多種 電磁無損檢測功能于一體的檢測系統(tǒng)，不僅簡化了檢測系統(tǒng)設計，而且降低了 檢測的成本。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局 限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易 想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護 范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1、一種電磁無損檢測探頭的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括檢測設備，發(fā)送該設備的各個特性參數(shù)到信號處理設備，并接收信號處理設備處理后與檢測設備相關的參數(shù)，且根據(jù)接收到的相關參數(shù)對該檢測設備的特性參數(shù)進行修正；信號處理設備，根據(jù)檢測要求向檢測設備發(fā)送相應的檢測方式，接收檢測設備各零部件的特性參數(shù)，并根據(jù)檢測方式啟動的相關部件進行檢測。
2、 根據(jù)權利要求l所述的電磁無損檢測探頭的檢測系統(tǒng)，其特征在于，其 中所述檢測設備還包括存儲單元，存儲檢測設備各個部件的特性參數(shù)；控制單元，控制存儲單元與多路轉換單元的運行，并對檢測設備與信號處 理設備之間的參數(shù)進行相互傳輸；巨磁傳感單元，包括X向磁場巨磁傳感陣列與Y向磁場巨磁傳感陣列，且 該巨磁傳感單元還根據(jù)設定的檢測方式將各陣元的檢測信號輸出到多路轉換 單元；多路轉換單元，將接收到的檢測信號經(jīng)前置放大器輸出到信號處理設備。
3、 根據(jù)權利要求l所述的電磁無損檢測探頭的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所 述信號處理設備包括信號調(diào)理單元，接收所述檢測設備中巨磁傳感單元輸出的檢測信號，并對 該信號進行調(diào)理，使調(diào)理后的信號適合于轉換單元所需的工作范圍，然后輸出 到轉換單元；轉換單元，接收調(diào)理單元調(diào)理后的檢測信號，并對該檢測信號進行模擬-數(shù)字的轉換，然后將轉換后的模擬信號傳輸?shù)浆F(xiàn)場可編程門陣列；存儲單元，將通過現(xiàn)場可編程門陣列與中央處理器傳輸?shù)男盘栠M行儲存并 提供信號處理所需的存儲空間。
4、 根據(jù)權利要求l所述的電磁無損檢測探頭的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所 述檢測的方式包括渦流檢測、漏磁檢測及磁記憶檢測。
5、 根據(jù)權利要求4所述的電磁無損檢測探頭的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述該檢測系統(tǒng)為渦流檢測方式時，首先由信號處理設備中中央處理器根據(jù)檢測 要求設定渦流檢測的激勵波形，并將該波形進行離散后輸出到現(xiàn)場可編程門陣 列以及進行數(shù)字一模擬轉換，然后經(jīng)功率放大單元進行功率放大后輸出到檢測 設備。
6、 根據(jù)權利要求4所述的電磁無損檢測探頭的檢測系統(tǒng)，其特征在于，該檢測系統(tǒng)進行渦流檢測、漏磁檢測與磁記憶檢測時，還包括由檢測設備中巨磁傳感陣列元件將接收到的檢測信號傳輸?shù)叫盘柼幚碓O備中的信號調(diào)理單元， 并經(jīng)轉換器進行模擬-數(shù)字轉換后傳輸?shù)娇删幊涕T陣列。
7、 根據(jù)權利要求3或6所述的電磁無損檢測探頭的檢測系統(tǒng)，其特征在于， 所述現(xiàn)場可編程門陣列對接收到的模擬信號進行濾波、信號分析并處理后傳輸 到中央處理器，然后進行顯示或儲存。
8、 根據(jù)權利要求l-7所述的電磁無損檢測探頭的檢測系統(tǒng)，其特征在于， 該系統(tǒng)可集渦流檢測、漏磁檢測及磁記憶檢測功'能一體化的檢測系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電磁無損檢測探頭的檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括檢測設備，發(fā)送該設備的各個特性參數(shù)到信號處理設備，并接收信號處理設備處理后與檢測設備相關的參數(shù)，且根據(jù)該相關參數(shù)對檢測設備的各個特性參數(shù)進行修正；信號處理設備，向檢測設備發(fā)送相應的工作參數(shù)，并設定其檢測方式，且根據(jù)該檢測方式啟動該信號處理設備的相關部件，然后將從檢測設備接收到的檢測信號進行調(diào)理與轉換，并將轉換后的信號進行分析與處理。通過本發(fā)明檢測設備與信號處理設備各部分的工作方式，分別實現(xiàn)任意波形渦流檢測、勵磁后鐵磁性部件的漏磁檢測以及鐵磁性部件的磁記憶檢測等多種無損電磁檢測方式。
文檔編號G01N27/82GK101231266SQ20081005727
公開日2008年7月30日 申請日期2008年1月31日 優(yōu)先權日2008年1月31日
發(fā)明者張清華, 戴光智, 朱佳震, 謝寶忠, 陳鐵群 申請人:華南理工大學