專利名稱：一種多激勵(lì)高靈敏度的電磁探傷傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可用于金屬構(gòu)件或板材參數(shù)信息檢測的傳感探傷系統(tǒng)，特別涉及一種多激勵(lì)高靈敏度的電磁探傷傳感裝置。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)迅猛發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)場使用金屬材質(zhì)構(gòu)件的場合越來越多，但由于金屬構(gòu)件加工工藝中造成的金屬表面或內(nèi)部存在的微傷害即影響不大的裂紋等因素，使得在實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場中，外界因素(如腐蝕，強(qiáng)力等)的不斷侵襲使得這些原本并不顯著的微傷害 會出現(xiàn)融合等現(xiàn)象，使得傷害加劇，最終往往會造成更加嚴(yán)重的后果。因此需要對工業(yè)現(xiàn)場使用的金屬構(gòu)件進(jìn)行檢測工作，以便及時(shí)更新使用構(gòu)件或結(jié)構(gòu)，避免造成工業(yè)事故。目前使用的電磁探傷傳感結(jié)構(gòu)大多為單一激勵(lì)單一采集，在使用過程中采樣數(shù)據(jù)過于單一，往往無法全面的對缺陷參數(shù)進(jìn)行有效合理的評定；即使有些傳感系統(tǒng)采用多激勵(lì)多采集模式，但由于傳感結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)，使得采集信號過于微弱，造成了系統(tǒng)整體靈敏度不高的設(shè)計(jì)缺陷。除此之外由于工業(yè)現(xiàn)場使用的金屬固件的微結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電率、導(dǎo)磁率等因素的干擾，往往會造成對檢測結(jié)果的誤判，使得測試結(jié)果不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多激勵(lì)高靈敏度的電磁探傷傳感裝置，能夠有效增強(qiáng)被測空間中心部位的靈敏度，檢測數(shù)據(jù)更加豐富、充實(shí)；并且，增加了采樣信號數(shù)量，可以很好的檢測被測空間多個(gè)方向的電磁分部信息，從而，實(shí)現(xiàn)了低功耗、低成本、靈敏度高、快速實(shí)時(shí)檢測、不停機(jī)檢測的優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種多激勵(lì)高靈敏度的電磁探傷傳感裝置，包含
激勵(lì)電路；
傳感系統(tǒng)，所述的傳感系統(tǒng)與激勵(lì)電路相連，其包含若干個(gè)激勵(lì)線圈，所述的若干個(gè)激勵(lì)線圈均勻分布呈圈狀；
檢測電路，所述的檢測電路包含與若干個(gè)激勵(lì)線圈一一對應(yīng)的若干個(gè)檢測線圈，所述的檢測線圈設(shè)置在對應(yīng)的激勵(lì)線圈下，所有相互對應(yīng)的檢測線圈與激勵(lì)線圈疊加構(gòu)成若干個(gè)激勵(lì)檢測單元；
信號處理電路，所述的信號處理電路通過電路與檢測電路相連；
上位機(jī)，所述的上位機(jī)通過數(shù)據(jù)線與信號處理電路相連。所述的上位機(jī)為計(jì)算機(jī)。所述的激勵(lì)線圈和檢測線圈的個(gè)數(shù)均為8。所述的激勵(lì)線圈和檢測線圈的繞線匝數(shù)、繞線密度以及線圈阻抗值相同。所述的激勵(lì)線圈和檢測線圈的繞線匝數(shù)范圍為3 200。所述的激勵(lì)線圈和檢測線圈的圓周直徑范圍為0. lmnTlOmm。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、八個(gè)激勵(lì)線圈均勻分布，每個(gè)激勵(lì)磁場在被測空間中心位置疊加，可以有效的增強(qiáng)被測空間中心部位靈敏度，克服了單一磁場產(chǎn)生的中心靈敏度低的缺點(diǎn)；
2、順時(shí)針循環(huán)變換激勵(lì)信號可以使得每種激勵(lì)信號在八個(gè)位置均有所激勵(lì)，檢測數(shù)據(jù)更加豐富、充實(shí)；
3、同傳感結(jié)構(gòu)內(nèi)部均勻分布的8組激勵(lì)檢測 單元可以很好對被測空間進(jìn)行激勵(lì)和檢測，增加了采樣信號數(shù)量，可以很好的檢測被測空間多個(gè)方向的電磁分部信息。


圖I為本發(fā)明一種多激勵(lì)高靈敏度的電磁探傷傳感裝置的系統(tǒng)框 圖2為本發(fā)明一種多激勵(lì)高靈敏度的電磁探傷傳感裝置的空間分布 圖3為本發(fā)明一種多激勵(lì)高靈敏度的電磁探傷傳感裝置的激勵(lì)檢測單元的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。如圖I所示，一種多激勵(lì)高靈敏度的電磁探傷傳感裝置，包含激勵(lì)電路I、傳感系統(tǒng)2、檢測電路3、信號處理電路4、上位機(jī)5。其中，如圖2和圖3所示，傳感系統(tǒng)2與激勵(lì)電路I相連，其包含若干個(gè)激勵(lì)線圈21，若干個(gè)激勵(lì)線圈21呈圈狀均勻分布；檢測電路3包含與若干個(gè)激勵(lì)線圈21 —一對應(yīng)的若干個(gè)檢測線圈31，檢測線圈31設(shè)置在對應(yīng)的激勵(lì)線圈21下，所有相互對應(yīng)的檢測線圈31與激勵(lì)線圈21疊加構(gòu)成若干個(gè)激勵(lì)檢測單元。在本實(shí)施例中，激勵(lì)線圈21和檢測線圈31的個(gè)數(shù)均為8，均勻分布在平面的4個(gè)象限中，每個(gè)象限各有兩個(gè)激勵(lì)線圈21和檢測線圈31組成的激勵(lì)檢測單元，以保證檢測物場(二維區(qū)域)中的每個(gè)象限具有兩組監(jiān)測數(shù)據(jù)以提高檢測準(zhǔn)確度和靈敏度，同時(shí)激勵(lì)與檢測線圈的工藝規(guī)格完全相同。激勵(lì)線圈21和檢測線圈31的繞線匝數(shù)、繞線密度以及線圈阻抗值相同，繞線匝數(shù)的范圍分別為3 200，繞線的圓周直徑的范圍為0. lmnTlOmm。如圖I所示，信號處理電路4通過電路與檢測電路3相連，每個(gè)檢測線圈31具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)檢測通道，以便防止信號之間的干擾和減小信號輸送時(shí)差；上位機(jī)5通過數(shù)據(jù)線與信號處理電路4相連，在本實(shí)施例中，信號處理電路4選用高性能的微處理芯片組成的解調(diào)電路(例如FPGA，DSP等芯片)；上位機(jī)5為計(jì)算機(jī)。當(dāng)測量時(shí)，先在完好金屬板獲取無缺陷采樣數(shù)據(jù)，并且存儲到上位機(jī)5的存儲區(qū)，將此信息作為檢測電壓數(shù)據(jù)的標(biāo)定值。將被測金屬構(gòu)件或板材置于本發(fā)明的電磁探傷傳感裝置之下，使激勵(lì)檢測單元垂直于被測金屬構(gòu)件或板材之上，對八組激勵(lì)檢測單元中每個(gè)激勵(lì)線圈21施加各自對應(yīng)的特定幅值、特定頻率、特定相位的激勵(lì)信號，使得被測空間充滿交變磁場，同時(shí)控制八個(gè)相應(yīng)的檢測線圈31依次進(jìn)行信號檢測，并將檢測線圈31兩端的采樣電壓信號送至信號處理電路4進(jìn)行電壓信號調(diào)理，取出相應(yīng)頻段的電壓分布信息，并將此信息送至上位機(jī)5處理和存儲。在完成一組數(shù)據(jù)檢測后，將激勵(lì)檢測單元中激勵(lì)線圈21的激勵(lì)信號進(jìn)行順時(shí)針轉(zhuǎn)換，即，轉(zhuǎn)換的時(shí)刻，將一個(gè)激勵(lì)線圈21中的激勵(lì)信號轉(zhuǎn)換為前一時(shí)刻逆時(shí)針方向相鄰激勵(lì)線圈21中的激勵(lì)信號，同時(shí)檢測線圈31再次采樣，并將獲取的該時(shí)刻的采樣信號送至信號處理電路4處理并取出相應(yīng)頻段的電壓分布信息，并將此信息送至上位機(jī)5處理和存儲，依次轉(zhuǎn)換共8次，直至每個(gè)激勵(lì)信號在八個(gè)位置均產(chǎn)生過相應(yīng)的激勵(lì)場，即可獲取8X8組檢測數(shù)據(jù)，從而完成一次整體全面的采集，大大豐富了檢測的數(shù)據(jù)量，為后期上位機(jī)反推被測空間電磁分部信息提供可靠豐富的數(shù)據(jù)信息，可以更好的評定被測金屬板缺陷的位置、大小、形狀等參數(shù)。最后，上位機(jī)5通過對比分析采樣數(shù)據(jù)，與預(yù)先采集的無缺陷采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行，對被測金屬構(gòu)件或板材的電磁特性參數(shù)分布進(jìn)行評定，確定被測金屬構(gòu)件或板材是否存在缺陷，不需要被測機(jī)械停機(jī)檢測，避免了工業(yè)現(xiàn)場的不必要的經(jīng)濟(jì)損失，并且做到了實(shí)時(shí)性和檢測信息完整。 綜上所述，本發(fā)明一種多激勵(lì)高靈敏度的電磁探傷傳感裝置，能夠有效增強(qiáng)被測空間中心部位的靈敏度，檢測數(shù)據(jù)更加豐富、充實(shí)；并且，增加了采樣信號數(shù)量，可以很好的檢測被測空間多個(gè)方向的電磁分部信息，從而，實(shí)現(xiàn)了低功耗、低成本、靈敏度高、快速實(shí)時(shí)檢測、不停機(jī)檢測的優(yōu)點(diǎn)。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種多激勵(lì)高靈敏度的電磁探傷傳感裝置，其特征在于，包含 激勵(lì)電路(I); 傳感系統(tǒng)(2)，所述的傳感系統(tǒng)(2)與激勵(lì)電路(I)相連，其包含若干個(gè)激勵(lì)線圈(21)，所述的若干個(gè)激勵(lì)線圈(21)均勻分布呈圈狀； 檢測電路(3 )，所述的檢測電路(3 )包含與若干個(gè)激勵(lì)線圈(21) —一對應(yīng)的若干個(gè)檢測線圈(31)，所述的檢測線圈(31)設(shè)置在對應(yīng)的激勵(lì)線圈(21)下，所有相互對應(yīng)的檢測線圈(31)與激勵(lì)線圈(21)疊加構(gòu)成若干個(gè)激勵(lì)檢測單元； 信號處理電路(4)，所述的信號處理電路(4)通過電路與檢測電路(3)相連； 上位機(jī)(5)，所述的上位機(jī)(5)通過數(shù)據(jù)線與信號處理電路(4)相連。
2.如權(quán)利要求I所述的多激勵(lì)高靈敏度的電磁探傷傳感裝置，其特征在于，所述的上位機(jī)(5)為計(jì)算機(jī)。
3.如權(quán)利要求I所述的多激勵(lì)高靈敏度的電磁探傷傳感裝置，其特征在于，所述的激勵(lì)線圈(21)和檢測線圈(31)的個(gè)數(shù)均為8。
4.如權(quán)利要求3所述的多激勵(lì)高靈敏度的電磁探傷傳感裝置，其特征在于，所述的激勵(lì)線圈(21)和檢測線圈(31)的繞線匝數(shù)、繞線密度以及線圈阻抗值相同。
5.如權(quán)利要求4所述的多激勵(lì)高靈敏度的電磁探傷傳感裝置，其特征在于，所述的激勵(lì)線圈(21)和檢測線圈(31)的繞線匝數(shù)范圍為3 200。
6.如權(quán)利要求5所述的多激勵(lì)高靈敏度的電磁探傷傳感裝置，其特征在于，所述的激勵(lì)線圈(21)和檢測線圈(31)的圓周直徑范圍為O. lmnTlOmm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多激勵(lì)高靈敏度的電磁探傷傳感裝置，包含激勵(lì)電路；傳感系統(tǒng)，其與激勵(lì)電路相連，其包含若干個(gè)激勵(lì)線圈，所述的若干個(gè)激勵(lì)線圈均勻分布呈圈狀；檢測電路，其包含與若干個(gè)激勵(lì)線圈一一對應(yīng)的若干個(gè)檢測線圈，其設(shè)置在對應(yīng)的激勵(lì)線圈下，所有相互對應(yīng)的檢測線圈與激勵(lì)線圈疊加構(gòu)成若干個(gè)激勵(lì)檢測單元；信號處理電路，其通過電路與檢測電路相連；上位機(jī)，其通過數(shù)據(jù)線與信號處理電路相連。本發(fā)明能夠有效增強(qiáng)被測空間中心部位的靈敏度，檢測數(shù)據(jù)更加豐富、充實(shí)；并且，增加了采樣信號數(shù)量，可以很好的檢測被測空間多個(gè)方向的電磁分部信息，從而，實(shí)現(xiàn)了低功耗、低成本、靈敏度高、快速實(shí)時(shí)檢測、不停機(jī)檢測的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01N27/82GK102768238SQ20121027078
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者何敏, 王軍偉, 王陪陪 申請人:上海海事大學(xué)