用于鐵磁性材料無損檢測的漏磁檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于鐵磁性材料無損檢測的漏磁檢測裝置，即本裝置中CPU控制模塊、同步信號模塊、開關(guān)電路、功率放大模塊、磁化線圈依次連接，同步信號模塊的輸出端連接延時(shí)開關(guān)輸入端，延時(shí)開關(guān)輸出端連接漏磁信號采集模塊輸入端，其中漏磁信號采集模塊由依次連接的漏磁傳感器、前置放大單元、前級濾波單元、A/D采集單元、數(shù)字濾波單元、缺陷識別處理單元和報(bào)警輸出單元構(gòu)成。本檢測裝置有效提高鐵磁性材料漏磁檢測分辨率，提升漏磁檢測信噪比，達(dá)到發(fā)現(xiàn)鐵磁性材料的微小缺陷，尤其是薄形鐵磁性材料，進(jìn)而提升了產(chǎn)品質(zhì)量。
【專利說明】用于鐵磁性材料無損檢測的漏磁檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于鐵磁性材料無損檢測的漏磁檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]漏磁檢測是無損檢測技術(shù)中的一種重要檢測手段，主要通過檢測鐵磁性材料表面和近表面缺陷產(chǎn)生的漏磁場來發(fā)現(xiàn)缺陷的特征量，其在原理上與常規(guī)的磁粉檢測相似，只是在信號的處理方式上采取了檢測磁場數(shù)據(jù)的傳感器代替了磁粉顯示的方法。
[0003]磁化是實(shí)現(xiàn)漏磁場可靠檢測的第一步，常用的磁化方式有直流和交流磁化兩種。然而常規(guī)的磁化方式難以滿足高精度的漏磁場檢測需求。在冷軋薄帶鋼的檢測項(xiàng)目中，產(chǎn)品質(zhì)量需求為Φ0.05mm的微孔缺陷，因此亟需一種超常規(guī)的檢測技術(shù)來滿足產(chǎn)品質(zhì)量的檢測需求。
[0004]目前的常規(guī)漏磁檢測主要有兩種方式，即磁粉檢測和傳感器漏磁檢測。磁粉檢測多適用于慢速自動(dòng)檢測與手動(dòng)檢測，效率較低，且其檢測能力難以達(dá)到Φ0.05mm微孔的需求。利用傳感器實(shí)施的漏磁檢測，常規(guī)技術(shù)只能勉強(qiáng)達(dá)到Φ0.4mm的檢測需求，且信噪比狀況不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于鐵磁性材料無損檢測的漏磁檢測裝置，利用本檢測裝置有效提高鐵磁性材料漏磁檢測分辨率，提升漏磁檢測信噪比，達(dá)到發(fā)現(xiàn)鐵磁性材料的微小缺陷，尤其是薄形鐵磁性材料，進(jìn)而提升了產(chǎn)品質(zhì)量。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明用于鐵磁性材料無損檢測的漏磁檢測裝置包括CPU控制模塊、同步信號模塊、開關(guān)電路、功率放大模塊、磁化線圈、延時(shí)開關(guān)和漏磁信號采集模塊，所述CPU控制模塊的輸出端連接所述同步信號模塊的輸入端，所述同步信號模塊的輸出端分別連接所述開關(guān)電路和延時(shí)開關(guān)的輸入端，所述開關(guān)電路的輸出端連接所述功率放大模塊的輸入端，所述功率放大模塊的輸出端連接所述磁化線圈的輸入端，所述延時(shí)開關(guān)的輸出端連接所述漏磁信號采集模塊的輸入端，所述漏磁信號采集模塊包括漏磁傳感器、前置放大單元、前級濾波單元、A/D采集單元、數(shù)字濾波單元、缺陷識別處理單元和報(bào)警輸出單元，所述漏磁傳感器的輸入端連接所述延時(shí)開關(guān)的輸出端，所述漏磁傳感器的輸出端連接所述前置放大單元的輸入端，所述前置放大單元的輸出端連接所述前級濾波單元的輸入端，所述前級濾波單元的輸出端連接所述A/D采集單元的輸入端，所述A/D采集單元的輸出端連接所述數(shù)字濾波單元的輸入端，所述數(shù)字濾波單元的輸出端連接所述缺陷識別處理單元的輸入端，所述缺陷識別處理單元的輸出端連接所述報(bào)警輸出單元的輸入端。
[0007]進(jìn)一步，本檢測裝置還包括兩個(gè)耦合電容，所述兩個(gè)耦合電容分別連接所述磁化線圈的兩端。
由于本發(fā)明用于鐵磁性材料無損檢測的漏磁檢測裝置采用了上述技術(shù)方案，即本裝置中CPU控制模塊、同步信號模塊、開關(guān)電路、功率放大模塊、磁化線圈依次連接，同步信號模塊的輸出端連接延時(shí)開關(guān)輸入端，延時(shí)開關(guān)輸出端連接漏磁信號采集模塊輸入端，其中漏磁信號采集模塊由依次連接的漏磁傳感器、前置放大單元、前級濾波單元、A/D采集單元、數(shù)字濾波單元、缺陷識別處理單元和報(bào)警輸出單元構(gòu)成。本檢測裝置有效提高鐵磁性材料漏磁檢測分辨率，提升漏磁檢測信噪比，達(dá)到發(fā)現(xiàn)鐵磁性材料的微小缺陷，尤其是薄形鐵磁性材料，進(jìn)而提升了產(chǎn)品質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
圖1為本發(fā)明用于鐵磁性材料無損檢測的漏磁檢測裝置的原理框圖；
圖2為本檢測裝置中漏磁信號采集模塊的原理框圖；
圖3為采用本裝置進(jìn)行漏磁檢測的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]如圖1和圖2所示，本發(fā)明用于鐵磁性材料無損檢測的漏磁檢測裝置包括CPU控制模塊1、同步信號模塊2、開關(guān)電路3、功率放大模塊4、磁化線圈5、延時(shí)開關(guān)6和漏磁信號采集模塊7，所述CPU控制模塊I的輸出端連接所述同步信號模塊2的輸入端，所述同步信號模塊2的輸出端分別連接所述開關(guān)電路3和延時(shí)開關(guān)6的輸入端，所述開關(guān)電路3的輸出端連接所述功率放大模塊4的輸入端，所述功率放大模塊4的輸出端連接所述磁化線圈5的輸入端，所述延時(shí)開關(guān)6的輸出端連接所述漏磁信號采集模塊7的輸入端，所述漏磁信號采集模塊7包括漏磁傳感器71、前置放大單元72、前級濾波單元73、A/D采集單元74、數(shù)字濾波單元75、缺陷識別處理單元76和報(bào)警輸出單元77，所述漏磁傳感器71的輸入端連接所述延時(shí)開關(guān)6的輸出端，所述漏磁傳感器71的輸出端連接所述前置放大單元72的輸入端，所述前置放大單元72的輸出端連接所述前級濾波單元73的輸入端，所述前級濾波單元73的輸出端連接所述A/D采集單元74的輸入端，所述A/D采集單元74的輸出端連接所述數(shù)字濾波單元75的輸入端，所述數(shù)字濾波單元75的輸出端連接所述缺陷識別處理單元76的輸入端，所述缺陷識別處理單元76的輸出端連接所述報(bào)警輸出單元77的輸入端。
[0010]進(jìn)一步，本檢測裝置還包括兩個(gè)耦合電容，所述兩個(gè)耦合電容分別連接所述磁化線圈的兩端。
[0011]本檢測裝置中CPU控制模塊可采用TMS320F2812處理芯片，該芯片處理頻率可達(dá)到100M，擁有多個(gè)高速數(shù)據(jù)采集單元，可以滿足本裝置的應(yīng)用需求。其可直接具有本裝置中同步信號模塊、A/D采集單元、數(shù)字濾波單元、缺陷識別處理單元及報(bào)警輸出單元的功能。本裝置中同步信號模塊用于同步磁化線圈與漏磁信號采集模塊的處理時(shí)序，在同步信號模塊的一個(gè)正脈沖或者負(fù)脈沖時(shí)間之內(nèi)，漏磁信號采集模塊完成一次完整的工作流程。同步信號模塊的同步信號突變脈沖沿觸發(fā)開關(guān)電路發(fā)生邏輯變化，觸發(fā)功率放大模塊工作，過濾放大模塊采用可調(diào)節(jié)功放，實(shí)現(xiàn)磁化線圈的功率調(diào)節(jié)。功率放大模塊的輸出脈沖電壓信號直接作用到磁化線圈，產(chǎn)生交變磁場，該磁場進(jìn)行檢測對象的磁化。為了提高磁化稱合效率，避免波形振蕩對檢測單元的影響。磁化線圈兩側(cè)可加裝耦合電容以提高耦合效率。同步信號模塊同時(shí)作用到延遲開關(guān)，其主要作用是當(dāng)磁化場強(qiáng)穩(wěn)定之后，打開漏磁信號采集模塊進(jìn)行信號的分析處理工作。延遲開關(guān)的信號反饋到CPU控制模塊并產(chǎn)生一個(gè)+5v的脈沖信號輸出到漏磁傳感器進(jìn)行漏磁傳感器靈敏度重置，同時(shí)開啟A/D采集單元的信號采集功能。漏磁傳感器采集到的漏磁信號首先經(jīng)過前置放大單元進(jìn)行放大處理，將毫伏級漏磁信號放大至伏級信號傳輸?shù)角凹墳V波單元，前級濾波單元主要將磁化線圈的波動(dòng)等高頻信號進(jìn)行衰減濾除。經(jīng)過前級濾波單元處理過的模擬信號傳輸?shù)紸/D采集單元，輸出數(shù)字信號到數(shù)字濾波單元，數(shù)字濾波單元可嵌合至CPU控制模塊中，可以進(jìn)行高速濾波的實(shí)施。同樣缺陷識別處理單元嵌合至CPU控制模塊，其主要實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能，第一為進(jìn)行當(dāng)前同步信號模塊的正脈沖或負(fù)脈沖周期內(nèi)典型漏磁信號的采集處理；第二為當(dāng)前同步信號模塊正脈沖或負(fù)脈沖周期內(nèi)典型漏磁信號與前一個(gè)負(fù)脈沖或正脈沖周期內(nèi)典型漏磁信號的比較處理；第三為缺陷與非缺陷的模型自動(dòng)識別。根據(jù)缺陷識別處理單元的檢測結(jié)果，通過報(bào)警輸出單元產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)警指示信號，檢出鐵磁性材料的缺陷。
[0012]如圖3所示，本裝置改變常規(guī)的磁化方式為交流脈沖磁化，漏磁傳感器71接近鐵磁性材料8缺陷時(shí)，當(dāng)信號正脈沖周期91磁化時(shí)，信號采集一個(gè)經(jīng)過理論模型匹配的信號Hlu，信號負(fù)脈沖周期92激勵(lì)時(shí)，采集信號Hld，則在一個(gè)磁化周期內(nèi)參與分析的信號H1:H1=(H1^H0) - (Hld+H0)
=Hlu - Hld
同理，漏磁傳感器71剛離開鐵磁性材料8缺陷時(shí)，當(dāng)信號正脈沖周期91磁化時(shí)，信號采集一個(gè)經(jīng)過理論模型匹配的信號H2d,信號負(fù)脈沖周期92激勵(lì)時(shí)，采集信號H2u,則在一個(gè)磁化周期內(nèi)參與分析的信號H2:
H2=(H2tI+H0) - (H2u+H0)

=H2d - H2u
其中Htl為背景磁信號，對比H1與H2可發(fā)現(xiàn)，二者數(shù)值不僅可以避免背景噪聲帶來的干擾，同時(shí)還將產(chǎn)生比普通差分信號更加明顯的差異，因此有效提高了鐵磁性材料漏磁檢測分辨率，提升漏磁檢測信噪比，同時(shí)自適應(yīng)的濾波方式，提升了漏磁的檢測能力；缺陷識別處理單元可通過軟件設(shè)置缺陷的自動(dòng)分析辨識，提高了漏磁檢測效率，提升了鐵磁性材料的產(chǎn)品質(zhì)量，本裝置尤其適用于薄板產(chǎn)品的質(zhì)量檢測。
【權(quán)利要求】
1.一種用于鐵磁性材料無損檢測的漏磁檢測裝置，其特征在于:本檢測裝置包括CPU控制模塊、同步信號模塊、開關(guān)電路、功率放大模塊、磁化線圈、延時(shí)開關(guān)和漏磁信號采集模塊，所述CPU控制模塊的輸出端連接所述同步信號模塊的輸入端，所述同步信號模塊的輸出端分別連接所述開關(guān)電路和延時(shí)開關(guān)的輸入端，所述開關(guān)電路的輸出端連接所述功率放大模塊的輸入端，所述功率放大模塊的輸出端連接所述磁化線圈的輸入端，所述延時(shí)開關(guān)的輸出端連接所述漏磁信號采集模塊的輸入端，所述漏磁信號采集模塊包括漏磁傳感器、前置放大單元、前級濾波單元、A/D采集單元、數(shù)字濾波單元、缺陷識別處理單元和報(bào)警輸出單元，所述漏磁傳感器的輸入端連接所述延時(shí)開關(guān)的輸出端，所述漏磁傳感器的輸出端連接所述前置放大單元的輸入端，所述前置放大單元的輸出端連接所述前級濾波單元的輸入端，所述前級濾波單元的輸出端連接所述A/D采集單元的輸入端，所述A/D采集單元的輸出端連接所述數(shù)字濾波單元的輸入端，所述數(shù)字濾波單元的輸出端連接所述缺陷識別處理單元的輸入端，所述缺陷識別處理單元的輸出端連接所述報(bào)警輸出單元的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鐵磁性材料無損檢測的漏磁檢測裝置，其特征在于:本檢測裝置還包括兩個(gè)耦合電容，所述兩個(gè)耦合電容分別連接所述磁化線圈的兩端。
【文檔編號】G01N27/83GK104007173SQ201310060878
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月27日
【發(fā)明者】王平偉, 羅斌 申請人:上海寶鋼工業(yè)技術(shù)服務(wù)有限公司