CN100449254C - 一种非金属材料厚度的电磁检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非金属材料厚度的电磁检测方法，它是在已知厚度的非金属材料体的被测面的背面衬垫一块具有一定厚度的金属板，通过将具有激励绕组线圈和检测绕组线圈的电磁感应探头贴靠在非金属材料体的被测面的表面，由激励绕组线圈发出激励信号，检测绕组线圈获得的电磁感应信号经处理后得到非金属材料体已知厚度相对应的数据，从而建立一个非金属材料体(包括空气)关于厚度的模型，在实测中，借助于该模型，利用同样的方式可以获得被测非金属材料体的厚度。采用该方法，可以实现对任何结构的非金属材料物件进行测厚，从而达到方便、快捷、有效地实现对非金属材料物件厚度的测量目的。

Description

一种非金属材料厚度的电磁检测方法

技术领域

本发明涉及一种非金属材料的检测方法，特别是涉及一种以电磁检测方式实现的非金属材料测厚方法。

背景技术

非金属材料是一种应用范围十分广泛的材料，它广泛地应用于工、农业领域、基础建设领域和我们的日常生活中，比如我们日常生活中常见的木材、塑料、橡胶等等，这些非金属材料可以被制成具有一定形状的物件，当需要知道这些非金属材料物件的相关尺寸时，比如对于生产出来的塑料板，需要知道板体的厚度时，就要进行测厚。通常的测厚方法是采用油标卡尺或是千分卡等工具进行测厚，这种测厚方式，一是不便于操作，特别是难于实现生产线上的在线自动化检测；二是在某些条件下测量的精度不够精确。当然，也可以采用超声波的检测方式对非金属材料物件进行测厚，但是，这种超声波测厚方式一是需要耦合剂；二是对于某些结构的工件来说也无能为力，比如对于具有蜂窝状结构的非金属材料物件来说，采用超声波测厚方式就无法测得物件的厚度，因为蜂窝状结构使声波无法反射回来。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种非金属材料厚度的电磁检测方法，可以实现对任何结构的非金属材料物件(也可以是空气)进行测厚，从而达到方便、快捷、有效地实现对非金属材料物件厚度的测量目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种衬垫金属板的非金属材料厚度的电磁检测方法，包括标定和实测两个过程：

在标定过程，它包括如下步骤：

a.在已知厚度的非金属材料体的被测面的背面衬垫一块具有一定厚度的金属板，金属板紧贴在非金属材料体的被测面的背面；

b.将具有激励绕组线圈和检测绕组线圈的电磁感应探头贴靠在非金属材料体的被测面的表面，激励绕组线圈由波形发生器所发出的一个预置信号激励(根据检测对象厚度的不同，可以变换不同频率信号，以获取最佳测量精度)，该激励信号透过非金属材料体在金属板所产生的感应信号由检测绕组线圈获得，检测绕组线圈获得的电磁感应信号输出经放大、相敏检波后由以计算机为核心的信息处理单元处理成与非金属材料体已知厚度相对应的数据；

c.不断改变非金属材料体的已知厚度，在该已知厚度的非金属材料体的被测面的背面衬垫一块与步骤a相同厚度的金属板，金属板紧贴在非金属材料体的被测面的背面，重复步骤b得到若干非金属材料体的不同已知厚度所一一对应的数据；

d.由计算机的信息处理单元将获得的非金属材料体的不同已知厚度所一一对应的数据处理成以所述数据为变量的与非金属材料体的厚度的函数表达关系；

在实测过程，它包括如下步骤：

e.在被测非金属材料体的被测面的背面衬垫一块与步骤a相同厚度的金属板，金属板紧贴在被测非金属材料体的被测面的背面；

f.用前述具有激励绕组线圈和检测绕组线圈的电磁感应探头贴靠在被测非金属材料体的被测面的表面，激励绕组线圈由波形发生器所发出的一个与步骤b相同的预置信号激励，该激励信号透过被测非金属材料体在金属板所产生的感应信号由检测绕组线圈获得，检测绕组线圈获得的电磁感应信号输出经放大、相敏检波后由以计算机为核心的信息处理单元处理成与之相对应的数据；

g.由计算机的信息处理单元将前步骤所述对应的数据带入以数据为变量的与非金属材料体的厚度的函数表达关系中，进而获得被测非金属材料体的厚度。

本发明的另一种测厚实现方式是不采用衬垫金属板，而是将激励绕组线圈和检测绕组线圈分开，并分别贴靠在非金属材料的两面，实现方式是：

一种非金属材料厚度的电磁检测方法，包括标定和实测两个过程：

在标定过程，它包括如下步骤：

a.将设有激励绕组线圈的第一电磁感应探头贴靠在非金属材料体的被测面的表面，将设有检测绕组线圈的第二电磁感应探头贴靠在非金属材料体的被测面的背面，激励绕组线圈由波形发生器所发出的一个预置信号激励，该激励信号透过非金属材料体后由检测绕组线圈获得，检测绕组线圈获得的电磁感应信号输出经放大、相敏检波后由以计算机为核心的信息处理单元处理成与非金属材料体已知厚度相对应的数据；

b.不断改变非金属材料体的已知厚度，重复步骤b得到许多非金属材料体的不同已知厚度所一一对应的数据；

c.由计算机的信息处理单元将获得的非金属材料体的不同已知厚度所一一对应的数据处理成以所述数据为变量的与非金属材料体的厚度的函数表达关系；

在实测过程，它包括如下步骤：

d.用前述设有激励绕组线圈的第一电磁感应探头贴靠在被测非金属材料体的被测面的表面，将设有检测绕组线圈的第二电磁感应探头贴靠在被测非金属材料体的被测面的背面，激励绕组线圈由波形发生器所发出的一个与步骤a相同的预置信号激励，该激励信号透过非金属材料体后由检测绕组线圈获得，检测绕组线圈获得的电磁感应信号输出经放大、相敏检波后由以计算机为核心的信息处理单元处理成与之相对应的数据；

e.由计算机的信息处理单元将前步骤所述对应的数据带入以数据为变量的与非金属材料体的厚度的函数表达关系中，进而获得被测非金属材料体的厚度。

本发明采用了电磁检测方法来检测非金属材料的厚度，它具有使用方便，测量精度高，尤其适用于微小量的测量等特点。

电磁(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，传统的电磁检测方法是用于金属材料体的测厚，它是把金属体接近通有交流电的线圈，由线圈建立交变磁场，该交变磁场通过金属体，并与之发生电磁感应作用，在金属体内建立涡流。金属体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。金属体与线圈之间的距离不同，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体的厚度。本发明则是将该电磁检测方法应用于非金属材料体的测厚上。

本发明的有益效果是，由于采用了在已知厚度的非金属材料体的被测面的背面衬垫一块具有一定厚度的金属板，通过将具有激励绕组线圈和检测绕组线圈的电磁感应探头贴靠在非金属材料体的被测面的表面，由激励绕组线圈发出激励信号，检测绕组线圈获得的电磁感应信号经处理后得到非金属材料体已知厚度相对应的数据，从而建立一个非金属材料体关于厚度的模型，在实测中，借助于该模型，利用同样的方式可以获得被测非金属材料体的厚度；或是由于采用了在已知厚度的非金属材料体的被测面的表面将设有激励绕组线圈的第一电磁感应探头贴靠在其被测面的表面，设有检测绕组线圈的第二电磁感应探头贴靠在其被测面的背面，由激励绕组线圈发出激励信号，检测绕组线圈获得的电磁感应信号经处理后得到非金属材料体已知厚度相对应的数据，从而建立一个非金属材料体关于厚度的模型，在实测中，借助于该模型，利用同样的方式可以获得被测非金属材料体的厚度；利用上述方法，可以实现对任何结构的非金属材料物件进行测厚，从而达到方便、快捷、有效地实现对非金属材料物件厚度的测量目的。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种非金属材料厚度的电磁检测方法不局限于实施例。

实施例一，本发明的一种非金属材料厚度的电磁检测方法，用在球壳形的具有蜂窝形孔洞的合成塑料体的厚度检测，包括标定和实测两个过程：

在标定过程，它包括如下步骤：

步骤a.在已知厚度的球壳形的合成塑料体的里面衬垫一块具有一定厚度的与球壳形内表面相吻合的金属弧形板，金属弧形板紧贴在球壳形的合成塑料体的内表面；

步骤b.将具有激励绕组线圈和检测绕组线圈的电磁感应探头贴靠在球壳形的合成塑料体的外表面，激励绕组线圈由波形发生器所发出的一个预置信号激励，该激励信号透过球壳形的合成塑料体在金属弧形板所产生的感应信号由检测绕组线圈获得，检测绕组线圈获得的电磁感应信号输出经放大、相敏检波后由以计算机为核心的信息处理单元处理成与球壳形的合成塑料体已知厚度相对应的数据；

步骤c.不断改变球壳形的合成塑料体的已知厚度，在该已知厚度的球壳形的合成塑料体的内表面衬垫一块与步骤a相同厚度的金属弧形板，金属弧形板紧贴在球壳形的合成塑料体的内表面，重复步骤b得到若干球壳形的合成塑料体的不同已知厚度所一一对应的数据；

步骤d.由计算机的信息处理单元将获得的球壳形的合成塑料体的不同已知厚度所一一对应的数据处理成以所述数据为变量的与球壳形的合成塑料体的厚度的函数表达关系；

在实测过程，它包括如下步骤：

步骤e.在被测球壳形的具有蜂窝形孔洞的合成塑料体的内表面衬垫一块与步骤a相同厚度的金属弧形板，金属弧形板紧贴在被测的球壳形的具有蜂窝形孔洞的合成塑料体的内表面；

步骤f.用前述具有激励绕组线圈和检测绕组线圈的电磁感应探头贴靠在被测球壳形的具有蜂窝形孔洞的合成塑料体的外表面，激励绕组线圈由波形发生器所发出的一个与步骤b相同的预置信号激励，该激励信号透过被测的球壳形的具有蜂窝形孔洞的合成塑料体在金属弧形板所产生的感应信号由检测绕组线圈获得，检测绕组线圈获得的电磁感应信号输出经放大、相敏检波后由以计算机为核心的信息处理单元处理成与之相对应的数据；

步骤g.由计算机的信息处理单元将前步骤所述对应的数据带入以数据为变量的与球壳形的具有蜂窝形孔洞的合成塑料体的厚度的函数表达关系中，进而获得被测球壳形的具有蜂窝形孔洞的合成塑料体的厚度。

实施例二，本发明的一种非金属材料厚度的电磁检测方法，用在中密度木质平板体的厚度检测，包括标定和实测两个过程：

在标定过程，它包括如下步骤：

步骤a.在已知厚度的非金属材料体的被测面的背面衬垫一块具有一定厚度的金属板，金属板紧贴在非金属材料体的被测面的背面；其中的非金属材料体可以是中密度木质平板体，也可以是塑料材料制作而成的塑料平板体，或是其它材料制作而成的平板体；

步骤b.将具有激励绕组线圈和检测绕组线圈的电磁感应探头贴靠在非金属材料体的被测面的表面，激励绕组线圈由波形发生器所发出的一个预置信号激励，该激励信号透过非金属材料体在金属板所产生的感应信号由检测绕组线圈获得，检测绕组线圈获得的电磁感应信号输出经放大、相敏检波后由以计算机为核心的信息处理单元处理成与非金属材料体已知厚度相对应的数据；

步骤c.不断改变非金属材料体的已知厚度，在该已知厚度的非金属材料体的被测面的背面衬垫一块与步骤a相同厚度的金属板，金属板紧贴在非金属材料体的被测面的背面，重复步骤b得到若干非金属材料体的不同已知厚度所一一对应的数据；

步骤d.由计算机的信息处理单元将获得的非金属材料体的不同已知厚度所一一对应的数据处理成以所述数据为变量的与非金属材料体的厚度的函数表达关系；

在实测过程，它包括如下步骤：

步骤e.在被测中密度木质板体的被测面的背面衬垫一块与步骤a相同厚度的金属板，金属板紧贴在被测中密度木质板体的被测面的背面；

步骤f.用前述具有激励绕组线圈和检测绕组线圈的电磁感应探头贴靠在被测中密度木质板体的被测面的表面，激励绕组线圈由波形发生器所发出的一个与步骤b相同的预置信号激励，该激励信号透过被测中密度木质板体在金属板所产生的感应信号由检测绕组线圈获得，检测绕组线圈获得的电磁感应信号输出经放大、相敏检波后由以计算机为核心的信息处理单元处理成与之相对应的数据；

步骤g.由计算机的信息处理单元将前步骤所述对应的数据带入以数据为变量的与非金属材料体的厚度的函数表达关系中，进而获得被测中密度木质板体的厚度。

实施例三，本发明的一种非金属材料厚度的电磁检测方法，用在塑料板体的厚度检测，包括标定和实测两个过程：

在标定过程，它包括如下步骤：

步骤a.将设有激励绕组线圈的第一电磁感应探头贴靠在非金属材料体的被测面的表面，将设有检测绕组线圈的第二电磁感应探头贴靠在非金属材料体的被测面的背面，激励绕组线圈由波形发生器所发出的一个预置信号激励，该激励信号透过非金属材料体后由检测绕组线圈获得，检测绕组线圈获得的电磁感应信号输出经放大、相敏检波后由以计算机为核心的信息处理单元处理成与非金属材料体已知厚度相对应的数据；

步骤b.不断改变非金属材料体的已知厚度，重复步骤b得到许多非金属材料体的不同已知厚度所一一对应的数据；

步骤c.由计算机的信息处理单元将获得的非金属材料体的不同已知厚度所一一对应的数据处理成以所述数据为变量的与非金属材料体的厚度的函数表达关系；

在实测过程，它包括如下步骤：

步骤d.用前述设有激励绕组线圈的第一电磁感应探头贴靠在被测塑料板体的被测面的表面，将设有检测绕组线圈的第二电磁感应探头贴靠在被测塑料板体的被测面的背面，激励绕组线圈由波形发生器所发出的一个与步骤a相同的预置信号激励，该激励信号透过非金属材料体后由检测绕组线圈获得，检测绕组线圈获得的电磁感应信号输出经放大、相敏检波后由以计算机为核心的信息处理单元处理成与之相对应的数据；

步骤e.由计算机的信息处理单元将前步骤所述对应的数据带入以数据为变量的与非金属材料体的厚度的函数表达关系中，进而获得被测塑料板体的厚度。

Claims (1)

1.一种非金属材料厚度的电磁检测方法，其特征在于：包括标定和实测两个过程：

在标定过程，它包括如下步骤：

a.在已知厚度的非金属材料体的被测面的背面衬垫一块具有一定厚度的金属板，金属板紧贴在非金属材料体的被测面的背面；

b.将具有激励绕组线圈和检测绕组线圈的电磁感应探头贴靠在非金属材料体的被测面的表面，激励绕组线圈由波形发生器所发出的一个预置信号激励，该激励信号透过非金属材料体在金属板所产生的感应信号由检测绕组线圈获得，检测绕组线圈获得的电磁感应信号输出经放大、相敏检波后由以计算机为核心的信息处理单元处理成与非金属材料体已知厚度相对应的数据；

c.不断改变非金属材料体的已知厚度，在该已知厚度的非金属材料体的被测面的背面衬垫一块与步骤a相同厚度的金属板，金属板紧贴在非金属材料体的被测面的背面，重复步骤b得到若干非金属材料体的不同已知厚度所一一对应的数据；

d.由计算机的信息处理单元将获得的非金属材料体的不同已知厚度所一一对应的数据处理成以所述数据为变量的与非金属材料体的厚度成对应关系的函数表达关系；

在实测过程，它包括如下步骤：

e.在被测非金属材料体的被测面的背面衬垫一块与步骤a相同厚度的金属板，金属板紧贴在被测非金属材料体的被测面的背面；

f.用前述具有激励绕组线圈和检测绕组线圈的电磁感应探头贴靠在被测非金属材料体的被测面的表面，激励绕组线圈由波形发生器所发出的一个与步骤b相同的预置信号激励，该激励信号透过被测非金属材料体在金属板所产生的感应信号由检测绕组线圈获得，检测绕组线圈获得的电磁感应信号输出经放大、相敏检波后由以计算机为核心的信息处理单元处理成与之相对应的数据；

g.由计算机的信息处理单元将前步骤所述对应的数据带入以数据为变量的与非金属材料体的厚度成对应关系的函数表达关系中，进而获得被测非金属材料体的厚度。