CN102549375A - 表面硬化深度的涡流检验 - Google Patents

表面硬化深度的涡流检验 Download PDF

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Abstract

提供一种多频涡流(MFEC)检验系统用于检验零件上的表面硬化深度。MFEC检验系统包括：发生器，其配置成生成一个或多个多频激励信号；以及涡流探头，其配置成设置在零件的一侧。涡流探头包括一个或多个驱动器和一个或多个拾取传感器。一个或多个驱动器配置成接收一个或多个多频激励信号，以便在零件中感应涡流。一个或多个拾取传感器配置成检测零件的局部区域中的感应的涡流，以便生成一个或多个多频响应信号。MFEC系统还包括处理器，处理器配置成接收一个或多个多频响应信号供处理，以便确定零件的局部区域的表面硬化深度。还提供脉冲涡流检验系统和涡流检验方法。

Description

表面硬化深度的涡流检验
技术领域
一般来说，本发明涉及检测系统和方法。更具体来说，本发明涉及用于检验零件的表面(case)硬化深度的涡流检验系统和方法。
背景技术
诸如机轴、阀、齿轮、活塞缸体之类的零件往往经受热处理和渗碳，以便在其表层(surface)上产生表面硬化层，从而改进耐磨性。不同零件对于其上的表面硬化层的表面硬化深度一般具有不同要求。因此，需要执行检验以确定这类零件上的表面硬化深度是否适合于质量控制。
寻求无损评估(NDE)技术以检验零件的表面硬化深度。由于表面硬化区域中的电导率和导磁率与其它区域中的电导率和导磁率不同，所以涡流检验技术能够用于检验零件的表面硬化深度。
在一些应用中，涡流方法用于使用环形(encircling)探头来检验圆筒对象的表面硬化深度。但是，由于涡流探头安装在零件周围，所以它们只可提供与这类零件的平均表面硬化深度有关的信息而不是局部信息。另外，这类涡流探头一般用于检验圆筒零件的表面硬化深度，而可能不适合于检验具有其它形状的零件的表面硬化深度。
因此，需要用于检验零件的表面硬化深度的新的和改进的涡流检验系统和方法。
发明内容
按照本发明的一个实施例，提供一种用于检验零件上的表面硬化深度的多频涡流(MFEC)检验系统。MFEC检验系统包括：发生器，其配置成生成一个或多个多频激励信号；以及涡流探头，其配置成设置在零件的一侧。涡流探头包括一个或多个驱动器和一个或多个拾取传感器。一个或多个驱动器配置成接收一个或多个多频激励信号，以便在零件中感应涡流。一个或多个拾取传感器配置成检测零件的局部区域中的感应的涡流，以便生成一个或多个多频响应信号。MFEC系统还包括处理器，处理器配置成接收一个或多个多频响应信号供处理，以便确定零件的局部区域的表面硬化深度。
本发明的另一个实施例提供一种用于检验零件上的表面硬化深度的脉冲涡流(PEC)检验系统。PEC检验系统包括：脉冲发生器，其配置成生成一个或多个脉冲激励信号；以及涡流探头，其配置成设置在零件的一侧。涡流探头包括一个或多个驱动器和一个或多个拾取传感器。一个或多个驱动器配置成接收一个或多个脉冲激励信号，以便在零件中感应涡流。一个或多个拾取传感器配置成检测零件的局部区域中的感应的涡流，以便生成一个或多个多频响应信号。PEC系统还包括处理器，处理器配置成接收一个或多个多频响应信号供处理，以便确定零件的局部区域的表面硬化深度。
本发明的另一方面还提供一种用于检验零件的表面硬化深度的方法。该方法包括：生成一个或多个多频激励信号或者一个或多个脉冲激励信号；提供配置成设置在零件一侧以接收一个或多个多频激励信号或者一个或多个脉冲激励信号并且输出一个或多个多频响应信号的涡流探头；以及处理一个或多个多频响应信号，以便确定零件的局部区域的表面硬化深度。涡流探头包括一个或多个驱动器和一个或多个拾取传感器。一个或多个驱动器配置成接收一个或多个多频激励信号，以便在零件中感应涡流。一个或多个拾取传感器配置成检测零件的局部区域中的感应的涡流，并且生成一个或多个多频响应信号。
附图说明
根据结合附图的以下详细描述，本公开的上述和其它方面、特征和优点将变得显而易见，在附图中：
图1是按照本发明的一个实施例的涡流检验系统的示意图；
图2是按照本发明的另一个实施例的涡流检验系统的示意图；
图3-7是按照本发明的多种实施例的涡流探头和零件的示例布置的示意图；
图8示出使用图1所示的涡流检验系统所得到的示例实验数据；
图9示出使用图2所示的涡流检验系统所得到的示例实验数据；以及
图10是示意示出测量零件的表面硬化深度的流程图。
具体实施方式
本文中参照附图来描述本公开的实施例。在后续描述中，没有详细描述众所周知的功能或构造，以便通过不必要的细节影响对本公开的理解。
图1是按照本发明的一个实施例的用于检验零件100的涡流检验系统10的示意图。本文所使用的术语“零件”可表示适合于检验的任何对象，包括但不限于产品、组件、结构、测试样本等。在一些应用中，零件100可经受诸如热处理过程和渗碳过程之类的一个或多个硬化过程，使得一个或多个硬化层可在零件100的表层(一个或多个)上形成，从而提高其耐磨性。对于某些布置，零件100包括圆筒形状。在其它示例中，零件100可包括其它形状，例如矩形形状或者其它不规则形状。
在一些实施例中，涡流检验系统10可配置成检验零件100的表面硬化深度(一个或多个)。对于图1中的布置，涡流检验系统10包括多频涡流(MFEC)检验系统。如图1所示，MFEC系统10包括函数发生器11、涡流探头12和处理器13。
在一些实施例中，函数发生器11配置成生成一个或多个多频激励信号并且将其输出到涡流探头12中。涡流探头12配置成接收一个或多个多频激励信号，并且在零件100中感应涡流，以便生成一个或多个多频响应信号。处理器13配置成分析一个或多个多频响应信号，以便例如使用多频相位分析(MFPA)算法来确定零件100的表面硬化深度。处理器13的其它描述例如可见于美国专利7,206,706，通过引用将其完整地结合于此。
在一些应用中，处理器13可包括用于分析输入多频响应信号的锁定放大器。相应地，如图1所示，在一个非限制性示例中，函数发生器11还生成具有与相应多频激励信号相同的频率的参考信号101，以便在锁定放大器13中解调响应信号。在某些示例中，可以不采用参考信号。
对于所示示例，MFEC系统10还包括设置在涡流探头12与处理器13之间用于在响应信号被输入到处理器13之前放大多频响应信号的放大器14。另外，MFEC系统10还可包括连接到处理器13以显示零件100上的表面硬化深度的信息的显示器15、如液晶显示器(LCD)。本发明并不局限于任何特定类型的显示器。在一些示例中，可以不采用放大器14。可采用多频涡流装置来取代函数发生器11、处理器13和/或显示器15。
图2是按照本发明的另一个实施例的涡流检验系统10的示意图。为了易于说明，图1和图2中的相同标号可指示相似元件。对于图2所示的布置，涡流检验系统10包括脉冲涡流(PEC)系统。
与图1的布置相似，PEC系统10包括脉冲发生器11，脉冲发生器11配置成生成供给不同频率的多个脉冲激励信号并且将其输出到涡流探头12中。涡流探头12配置成接收脉冲激励信号，并且在零件100中感应涡流，以使得生成用于确定零件100上的表面硬化深度的一个或多个多频响应信号。此外，PEC系统10包括模数转换器16，模数转换器16配置成数字化来自涡流探头12的响应信号，并且将数字化响应信号供给到处理器13。例如，处理器13配置成分析数字化响应信号，以便使用多频相位分析算法来确定零件100的局部区域的表面硬化深度。在某些应用中，可以不采用模数转换器16。
在一些示例中，PEC系统10可包括连接到处理器13以显示零件100的表面硬化深度的数据的显示器15、如液晶显示器(LCD)。
应当注意，本发明并不局限于用于执行本发明的处理任务的任何特定处理器。术语“处理器”在本文中使用时预计表示能够执行在执行本发明任务时所需计算的任何机器。术语“处理器”预计表示能够接受结构化输入并且按照预定规则来处理该输入以产生输出的任何机器，如本领域技术人员将会理解的。还应当注意，本文所使用的词语“配置成”指示处理器配备有用于执行本发明的任务的硬件和软件的组合，如本领域技术人员将会理解的。此外，本文所使用的后缀“(s)”通常意在包括它所修饰的术语的单数和复数，由此包括那个术语的一个或多个。
图3-7是示出零件100上的表面硬化深度的确定的涡流探头12和零件100的示例布置的示意图。在本发明的实施例中，涡流探头12可包括用于检验零件100的一个或多个局部区域的表面硬化深度(一个或多个)的反射探头。另外，应当注意，图3-8中的布置只是说明性的。图3-8中的相同标号可指示相似元件。
图3(a)-3(b)是涡流探头12和零件100的示例布置的侧视图和顶视图的示意图。对于图3(a)-3(b)所示的布置，涡流探头12设置在零件100的一侧，并且包括驱动器17以及位于驱动器17旁的拾取传感器18。在某些实施例中，驱动器17和拾取传感器18可采用绕组来形成。在非限制性示例中，拾取传感器18可包括固态磁传感器，包括但不限于各向异性磁阻(AMR)传感器、巨磁阻(GMR)传感器、隧穿磁阻(TMR)、异常磁阻(EMR)传感器、巨磁阻(GMI)或霍耳传感器。
在本发明的实施例中，驱动器17配置成从函数发生器或脉冲发生器11(图1-2所示)来接收具有多个不同频率的激励信号，以便在零件100中感应涡流。拾取传感器18配置成检测零件100中感应的涡流，以便生成一个或多个响应信号并且将其输出到处理器13中供处理。
对于示例布置，驱动器17和拾取传感器18均具有圆筒空心形状，并且驱动器17定位成与拾取传感器18相邻。驱动器绕组17和拾取传感器18的底面(未加标记)位于面向零件100上的局部区域(未加标记)的相同平面中，供确定其表面硬化深度。
在一些示例中，驱动器17和拾取传感器18可接触零件100，以便检验其上的局部区域上的表面硬化深度。包括但不限于铁氧体芯的两个磁芯19可分别设置在驱动器17和拾取传感器18中，以便增强表面硬化深度的检验。在某些应用中，驱动器17和拾取传感器18可在空间上与零件100分离。在其它示例中，可以不在驱动器17和/或拾取传感器18中配备磁芯(一个或多个)19。
在某些应用中，驱动器17可具有矩形形状。对于这个布置，圆筒拾取传感器18仍然可具有圆筒形状，并且设置在矩形驱动器17旁。与图3中的布置相似，矩形驱动器绕组17和圆筒拾取传感器18的底面位于面向零件100的相同平面中。另外，可以在驱动器17和/或拾取传感器18中配备或者不配备磁芯(一个或多个)。
图4(a)-4(b)是涡流12和零件100的另一个示例布置的侧视图和顶视图的示意图。与图3中的布置相似，如图4所示，驱动器17和拾取传感器17具有圆筒空心形状。图3和图4中的布置的不同之处在于，设置图4中的驱动器17和拾取传感器18，使其底面与零件100的圆周相切，以便检查零件100的局部区域的表面硬化深度。也就是说，驱动器17和拾取传感器18的底面之间具有角度，这指示驱动器17和拾取传感器18的底面不是共面的。另外，可以在驱动器17和拾取传感器18中配备或者不配备磁芯19。
在其它示例中，驱动器17和拾取传感器18都可具有矩形形状。与图4中的布置相似，矩形驱动器17和矩形拾取传感器18的底面可与零件100的圆周相切。
备选地，与图3中的布置相似，矩形驱动器17和矩形拾取传感器18的底面可位于面向零件100的圆周的相同平面中。在某些应用中，当零件100具有矩形形状时，矩形驱动器17和矩形拾取传感器18可水平地位于零件100的局部区域处。
图5(a)-5(b)是按照本发明的又一个实施例的涡流12和零件100的示例布置的顶视图和透视图的示意图。图5中的布置与图3和图4中的布置相似。图3-5中的布置的不同之处在于，图5中的驱动器设置在局部区域附近，其驱动器轴(未加标记)与零件100的轴(未加标记)平行，供在零件100中感应涡流。也就是说，驱动器17的侧面可面向并且接触零件100的局部区域而不是其底面。此外，图5中的拾取传感器18与驱动器17相邻，并且设置在局部区域附近，使其轴与驱动器17的轴垂直。
对于其它布置，可设置拾取传感器18，使其侧面面向零件100，并且其轴与零件100的轴平行。可设置驱动器17，使其轴与拾取传感器18的轴垂直。另外，可以提供或者不提供磁芯(一个或多个)。
在非限制性示例中，驱动器和/或拾取传感器可具有椭圆形状。面向零件的驱动器和拾取传感器的表层可按照零件的形状来成形，以便实现它们之间的更好耦合。
图6是涡流12和零件100的示例布置的示意截面图。对于所示布置，涡流探头12面向零件100的局部区域(未加标记)，并且包括驱动器17和一对拾取传感器18。
驱动器17围绕穿过设置的拾取传感器对18延伸，并且拾取传感器对18包括上拾取传感器20以及设置在上拾取传感器20下面的下拾取传感器21。在一个非限制性示例中，驱动器17和下拾取传感器21的底面可位于面向零件100的局部区域的相同平面中。一对磁芯23可分别穿过并且围绕上拾取传感器和下拾取传感器20、21的周边来设置。另外，磁屏蔽22可设置在驱动器17与拾取传感器18之间并且将其分隔，以便会聚拾取传感器20、21的磁通量，并且避免来自驱动器17和拾取传感器20、21的信号的交互干扰。
在非限制性示例中，驱动器17和拾取传感器对18可具有圆筒空心形状。备选地，驱动器17和拾取传感器18可具有其它形状，以便基于不同应用来与零件100合作。
相应地，在操作期间，驱动器17从函数发生器或脉冲发生器11(图1-2所示)来接收具有不同频率的多个激励信号，以便在零件100中感应涡流。下拾取传感器21感测涡流，并且将一个或多个响应信号输出到处理器13中。同时，上拾取传感器21感测周围环境中的涡流和噪声信号，并且将信号输出到处理器13中。处理器13分析来自上拾取传感器和下拾取传感器20、21的信号，以便提高零件100的局部区域的表面硬化深度的测量精度。
图7是按照本发明的另一个实施例的涡流探头12和零件100的示例布置的示意截面图。对于所示布置，涡流探头12包括上部件22以及设置在上部分22下面的下部件23。上部件22包括上驱动器24和上拾取传感器25。下部件23包括下驱动器26和下拾取传感器27。下驱动器和上驱动器分别围绕下拾取传感器和上拾取传感器延伸。
在一些示例中，可以分别通过下和上拾取传感器并且围绕上驱动器和下驱动器的周边来设置两个磁芯28，或者不这样设置。此外，可提供磁屏蔽29以包围上部件和下部件22、23。在某些应用中，驱动器和拾取传感器可具有圆筒空心形状或其它形状。
备选地，在某些示例中，标号24和26可指示拾取传感器，而标号25和27可指示驱动器。
图8示出使用用于检验一组样本(未示出)的MFEC检验系统(图1所示)所得到的示例实验数据。如图8所示，为了实验数据的取回，图7所示的示例涡流探头12可设置在MFEC检验系统中。在一个示例中，驱动器24和26的外径为16mm。该组样本具有预定的相应表面硬化浓度，例如1mm、2mm、3mm、4mm、5mm和6mm。将120Hz激励信号输入到涡流探头12中，以便对同一组样本来执行四个测量(如图8中经由运行(run)1-4指示的)，以使得取回示例实验数据。
对于示例实验数据，从四个测量所取回的曲线具有相似曲率，使得四个测量是可重复的，因而指示预定表面硬化深度值与从MFEC系统所取回的相应测量表面硬化深度值之间的稳定相关性。从相同样本所取回的相应测量值之间的变化小于从具有不同表面硬化深度的样本所取回的测量值之间的差，因而指示因表面硬化深度变化而引起的探头响应信号大于因诸如探头定位差、提离(lift off)效应、角度以及样本中的其它非预期差之类的噪声因素而引起的探头响应信号。相应地，数据示出用于表面硬化深度测量的MFEC系统的适合性。在一些示例中，可使用用于补偿诸如提离效应之类的噪声因素的多频相位分析(MFPA)算法来分析数据。
图9示出使用用于检验一组样本(未示出)的PEC检验系统(图2所示)所得到的示例实验数据。如图9所示，为了实验数据的取回，图4所示的示例涡流探头12可提供在PEC检验系统中。在一个示例中，驱动器17和拾取传感器18的外径分别为20mm。该组样本具有预定的相应表面硬化浓度，例如1mm、2mm、3mm、4mm、5mm和6mm。
与图8所示的数据相似，将95Hz激励信号输入到涡流探头12中，以便对同一组样本来执行四个测量(图9中经由运行1-4所示)，以使得取回示例实验数据。
对于示例实验数据，从四个测量所取回的曲线具有相似曲率，使得四个测量是可重复的，因而指示预定表面硬化深度值与从PEC系统所取回的相应测量表面硬化深度值之间的稳定相关性。从相同样本所取回的相应测量值之间的变化小于从具有不同表面硬化深度的样本所取回的测量值之间的差，因而指示因表面硬化深度变化而引起的探头响应信号大于因诸如探头定位差、提离效应、角度以及样本中的其它非预期差之类的噪声因素而引起的探头响应信号。相应地，数据示出用于表面硬化深度测量的PEC系统的适合性。在一些示例中，可使用用于补偿诸如提离变化之类的噪声因素的多频相位分析(MEPA)算法来分析数据。
图10是示意示出测量零件100的表面硬化深度的流程图。如图10所示，在步骤30，来自函数发生器或脉冲发生器11的具有不同频率的多个激励信号施加到涡流探头12，以便在检验零件100中感应涡流。然后，在步骤31，生成多频响应信号。生成多频响应信号所需的频率的数量可基于待删除的非预期噪声特征的数量来选择。在一个示例中，所生成的多频响应信号包含在多频响应数据集中。本文所使用的术语“多频响应数据集”指的是包括由于通过将多频激励信号施加到涡流探头在所考虑的检验零件中感应的涡流而生成的响应信号的整个集合的数据集。
随后，在步骤32，控制器13使用多频相位分析来分析多频响应信号，以便抑制诸如提离效应之类的噪声因素，并且确定多个MFPA参数。多频相位分析的其它细节例如可见于美国专利7,206,706。
随后，在步骤33，基于多频响应信号的多频分析，建立传递函数，这能够是本领域技术人员易于实现的。最后，在步骤34，基于传递函数和MFPA参数，可取回零件的表面硬化深度。
虽然在典型实施例中示出了和描述了本公开，但是并无意于将其局限到所示细节，因为能够进行多种修改和置换，而没有以任何方式背离本公开的精神。因此，本文所公开的本公开的其它修改和等效体是本领域技术人员使用不超过例行实验可想到的，并且所有这类修改和等效体均被认为是贯穿所附权利要求定义的本公开的精神和范围。

Claims (21)

1.一种用于检验零件上的表面硬化深度的多频涡流(MEEC)检验系统，所述MFEC检验系统包括：
发生器，其配置成生成一个或多个多频激励信号；
涡流探头，其配置成设置在所述零件的一侧并且包括一个或多个驱动器和一个或多个拾取传感器，其中所述一个或多个驱动器配置成接收所述一个或多个多频激励信号，以便在所述零件中感应涡流，而所述一个或多个拾取传感器配置成检测所述零件的局部区域中的所感应的涡流，以便生成一个或多个多频响应信号；以及
处理器，其配置成接收所述一个或多个多频响应信号供处理，以便确定所述零件的所述局部区域的表面硬化深度。
2.如权利要求1所述的MFEC检验系统，其中，所述发生器包括函数发生器。
3.如权利要求2所述的MFEC检验系统，其中，所述处理器包括锁定放大器，并且其中所述函数发生器还配置成向所述锁定放大器供给具有与所述相应一个或多个多频响应信号相同的频率的一个或多个参考信号。
4.如权利要求1所述的MFEC检验系统，还包括设置在所述涡流探头与所述处理器之间的放大器，以便放大所述多频响应信号。
5.如权利要求1所述的MFEC检验系统，其中，所述一个或多个驱动器和所述一个或多个拾取传感器包括绕组，并且其中所述一个或多个驱动器和所述一个或多个拾取传感器的每个具有圆筒形状或矩形形状。
6.如权利要求5所述的MFEC检验系统，其中，所述一个或多个拾取传感器包括一个或多个固态磁传感器，并且其中所述一个或多个固态磁传感器包括各向异性磁阻(AMR)传感器、巨磁阻(GMR)传感器、隧穿磁阻(TMR)、异常磁阻(EMR)传感器、巨磁阻抗(GMI)和霍耳传感器中的一个或多个。
7.如权利要求5所述的MFEC检验系统，其中，所述一个或多个驱动器和所述一个或多个拾取传感器的每个具有圆筒形状，其中所述零件具有圆筒形状，并且其中所述一个或多个驱动器和所述一个或多个拾取传感器其中之一的至少一个轴与所述零件的轴平行。
8.如权利要求1所述的MFEC检验系统，其中，所述一个或多个驱动器和所述一个或多个拾取传感器包括配置成直接面向所述零件的所述局部区域的至少一个相应表层，并且其中所述一个或多个驱动器和所述一个或多个拾取传感器的所述至少两个相应表层是共面的，或者它们之间具有角度。
9.如权利要求8所述的MFEC检验系统，其中，所述一个或多个拾取传感器的每个包括上拾取传感器以及设置在所述上拾取传感器下面的下拾取传感器，并且其中所述一个或多个驱动器和所述下拾取传感器的表层配置成直接面向所述零件的所述局部区域。
10.如权利要求9所述的MFEC检验系统，其中，所述一个或多个驱动器的每个包括上驱动器以及设置在所述上驱动器下面的下驱动器，并且其中所述下驱动器和所述下拾取传感器的表层直接面向所述零件的所述局部区域。
11.一种用于检验零件的表面硬化深度的脉冲涡流(PEC)检验系统，所述PEC检验系统包括：
脉冲发生器，其配置成生成一个或多个脉冲激励信号；
涡流探头，其配置成设置在所述零件的一侧，并且包括一个或多个驱动器和一个或多个拾取传感器，其中所述一个或多个驱动器配置成接收所述一个或多个脉冲激励信号，以便在所述零件中感应涡流，而所述一个或多个拾取传感器配置成检测所述零件的局部区域中的所感应的涡流，以便生成一个或多个多频响应信号；以及
处理器，其配置成接收所述一个或多个多频响应信号供处理，以便确定所述零件的所述局部区域的表面硬化深度。
12.如权利要求11所述的FEC检验系统，还包括模数转换器，其设置在所述涡流探头与所述处理器之间，并且配置成数字化所述一个或多个多频响应信号。
13.如权利要求11所述的PEC检验系统，其中，所述一个或多个驱动器和所述一个或多个拾取传感器包括绕组，并且其中所述一个或多个驱动器和所述一个或多个拾取传感器的每个具有圆筒形状或矩形形状。
14.如权利要求13所述的PEC检验系统，其中，所述一个或多个拾取传感器包括一个或多个固态磁传感器，并且其中所述一个或多个固态磁传感器包括各向异性磁阻(AMR)传感器、巨磁阻(GMR)传感器、隧穿磁阻(TMR)、异常磁阻(EMR)传感器、巨磁阻抗(GMI)和霍耳传感器中的一个或多个。
15.如权利要求13所述的MFEC检验系统，其中，所述一个或多个驱动器和所述一个或多个拾取传感器的每个具有圆筒形状，其中所述零件具有圆筒形状，并且其中所述一个或多个驱动器和所述一个或多个拾取传感器其中之一的至少一个轴与所述零件的轴平行。
16.如权利要求11所述的PEC检验系统，其中，所述一个或多个驱动器和所述一个或多个拾取传感器包括配置成直接面向所述零件的所述局部区域的至少一个相应表层，并且其中所述一个或多个驱动器和所述一个或多个拾取传感器的所述至少两个相应表层是共面的，或者它们之间具有角度。
17.如权利要求16所述的PEC检验系统，其中，所述一个或多个拾取传感器的每个包括上拾取传感器以及设置在所述上拾取传感器下面的下拾取传感器，并且其中所述一个或多个驱动器和所述下拾取传感器的表层直接面向所述零件的所述局部区域。
18.如权利要求17所述的PEC检验系统，其中，所述一个或多个驱动器的每个包括上驱动器以及设置在所述上驱动器下面的下驱动器，并且其中所述下驱动器和所述下拾取传感器的表层直接面向所述零件的所述局部区域。
19.一种用于检验零件上的表面硬化深度的方法，所述方法包括：
生成一个或多个多频激励信号或者一个或多个脉冲激励信号；
提供涡流探头，所述涡流探头配置成设置在所述零件的一侧，以便接收所述一个或多个多频激励信号或者所述一个或多个脉冲激励信号，并且输出一个或多个多频响应信号，其中所述涡流探头包括一个或多个驱动器和一个或多个拾取传感器，其中所述一个或多个驱动器配置成接收所述一个或多个多频激励信号，以便在所述零件中感应涡流，并且其中所述一个或多个拾取传感器配置成检测所述零件的局部区域中的所感应的涡流，以便生成所述一个或多个多频响应信号；以及
处理所述一个或多个多频响应信号，以便确定所述零件的所述局部区域的所述表面硬化深度。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述一个或多个多频激励信号使用函数发生器来生成，其中所述一个或多个脉冲激励信号使用脉冲发生器来生成，并且其中当提供所述函数发生器时，提供锁定放大器以处理所述一个或多个多频响应信号。
21.如权利要求19所述的方法，其中，所述一个或多个多频响应信号使用多频分析算法来处理，以便确定所述零件的所述局部区域上的所述表面硬化深度。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103018688A (zh) * 2012-12-06 2013-04-03 电子科技大学 一种gmi和gmr相结合的磁敏传感器件
CN103760226A (zh) * 2013-12-20 2014-04-30 兰州空间技术物理研究所 航天器无损检测方法
CN103760225A (zh) * 2013-12-20 2014-04-30 兰州空间技术物理研究所 深空探测器用脉冲涡流传感器、无损检测系统
CN103760228A (zh) * 2013-12-20 2014-04-30 兰州空间技术物理研究所 便携式无损检测传感器及无损检测系统
CN103760227A (zh) * 2013-12-20 2014-04-30 兰州空间技术物理研究所 深空探测器无损检测方法
CN103760224A (zh) * 2013-12-20 2014-04-30 兰州空间技术物理研究所 航天器无损检测传感器及无损检测系统
CN105911136A (zh) * 2015-02-20 2016-08-31 马勒国际有限公司 检测内燃机中活塞的缺陷的方法
CN106645391A (zh) * 2016-10-10 2017-05-10 南京航空航天大学 一种用于评估碳纤维板缺陷深度的多频涡流检测系统及检测方法
CN107407659A (zh) * 2015-03-06 2017-11-28 高周波热錬株式会社 硬化层深度测量装置

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3632492A1 (en) 2008-09-10 2020-04-08 ResMed Pty Ltd Improved power management in respiratory treatment apparatus
JP5861829B2 (ja) * 2012-02-20 2016-02-16 株式会社Ihi 渦流探傷方法および装置
US9091664B2 (en) * 2012-06-07 2015-07-28 Thomas Krause Pulsed eddy current sensor for precision measurement at-large lift-offs on metallic surfaces
US20140002069A1 (en) * 2012-06-27 2014-01-02 Kenneth Stoddard Eddy current probe
US9267921B2 (en) * 2012-06-29 2016-02-23 Zetec, Inc. Axial and circumferential flaw sensing eddy current probe
US9222917B2 (en) 2012-07-25 2015-12-29 General Electric Company Broadband eddy current probe
EP2986979B1 (en) 2013-04-19 2018-07-25 Zetec, Inc. Eddy current inspection probe based on magnetoresistive sensors
US10031108B2 (en) 2014-10-10 2018-07-24 Paul W. Lott Multi-frequency eddy current pipeline inspection apparatus and method
US10746698B2 (en) 2017-01-31 2020-08-18 Exxam Systems, LLC Eddy current pipeline inspection using swept frequency
CN113092577B (zh) * 2021-03-24 2023-04-28 南京航空航天大学 一种基于多频激励涡流的轨道缺陷检测系统及其检测方法
CN113340984B (zh) * 2021-06-11 2023-08-11 南昌航空大学 用于金属构件涡流缺陷检测的聚焦探头及其使用方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4041392A1 (de) * 1990-12-21 1992-06-25 Univ Magdeburg Tech Verfahren zur magnetinduktiven bestimmung der schichtdicke von diffusionsschichten
US7206706B2 (en) * 2005-03-09 2007-04-17 General Electric Company Inspection method and system using multifrequency phase analysis
US7385392B2 (en) * 2000-11-13 2008-06-10 Jentek Sensors, Inc. Eddy current sensing arrays and system
US7443177B1 (en) * 2005-05-31 2008-10-28 Iowa State University Research Foundation, Inc. Characterization of conductor by alternating current potential-drop method with a four-point probe

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50951B1 (zh) 1969-11-21 1975-01-13
US3689828A (en) 1970-03-17 1972-09-05 Hitachi Ltd Manually controlled case depth measuring instrument with indicators to guide its use
US4207520A (en) 1978-04-06 1980-06-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Multiple frequency digital eddy current inspection system
EP0100009B1 (de) 1982-07-09 1985-11-13 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. Vorrichtung zum zerstörungsfreien Messen der Einhärtetiefe von Werkstoffen
JPH03255380A (ja) * 1990-03-05 1991-11-14 Aichi Steel Works Ltd 透磁率測定装置
US5047719A (en) 1990-05-25 1991-09-10 The Failure Group, Inc. Flexible coil assembly for reflectance-mode nondestructive eddy-current examination
GB2254426B (en) * 1991-04-03 1995-06-14 Honda Motor Co Ltd Method of and apparatus for detecting defects in an object
US5648611A (en) 1993-12-22 1997-07-15 The Timken Company Process for measuring the case depth of case-carburized steel
JPH07306250A (ja) * 1994-05-12 1995-11-21 Nkk Corp 磁性体板の磁歪計測方法及び装置
JP3050042B2 (ja) * 1994-06-02 2000-06-05 日本鋼管株式会社 変態率測定装置
US6087830A (en) * 1994-07-07 2000-07-11 Hydroscope Canada Inc. Flexible device for remote field eddy current inspection of ferrous pipeline containing turns
JP3739118B2 (ja) 1995-09-28 2006-01-25 日産自動車株式会社 焼入硬化層深さの非破壊検査方法および装置
JPH1172479A (ja) * 1997-08-29 1999-03-16 Ykk Corp 非磁性製品中の磁性体の検知方法及び検知装置
GB9813889D0 (en) * 1998-06-27 1998-08-26 Secr Defence Apparatus for detecting metals
JP2001264298A (ja) * 2000-03-22 2001-09-26 Kawasaki Steel Corp 鋼板軟化度のオンライン測定方法
JP4874465B2 (ja) 2000-03-28 2012-02-15 株式会社東芝 渦電流損失測定センサ
US6803757B2 (en) 2001-10-02 2004-10-12 Bentley Nevada, Llc Multi-coil eddy current proximity probe system
JP2003139745A (ja) * 2001-10-31 2003-05-14 Sensor System Kk 焼入硬度測定装置及びその設計方法
US6707297B2 (en) * 2002-04-15 2004-03-16 General Electric Company Method for in-situ eddy current inspection of coated components in turbine engines
JP4451111B2 (ja) * 2003-10-20 2010-04-14 株式会社荏原製作所 渦電流センサ
DE10352422B3 (de) 2003-11-10 2005-04-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur quantitativen Längenbestimmung eines Weichzonenbereiches eines teilgehärteten Werkstückes
WO2006034551A1 (en) * 2004-09-28 2006-04-06 The University Of Queensland Magnetic field dosimeter
US7598723B2 (en) * 2005-02-14 2009-10-06 Clemson University Method and apparatus for detecting resonance in electrostatically driven elements
US7518359B2 (en) 2005-03-09 2009-04-14 General Electric Company Inspection of non-planar parts using multifrequency eddy current with phase analysis
US7233867B2 (en) 2005-04-06 2007-06-19 General Electric Company Eddy current inspection method and system
JP4879518B2 (ja) 2005-06-03 2012-02-22 非破壊検査株式会社 渦電流を用いた加工深さの測定試験方法及びこれを用いた測定試験装置
ATE408123T1 (de) 2005-12-02 2008-09-15 Vibro Meter Ag Wirbelstromsensor und sensorspule dafür
US7389206B2 (en) * 2006-08-10 2008-06-17 General Electric Company Inspection systems and methods of operation
CN2938086Y (zh) * 2006-08-17 2007-08-22 游凤荷 金属材料表面硬化层深的涡流检测仪
CA2566933C (en) * 2006-10-17 2013-09-24 Athena Industrial Technologies Inc. Inspection apparatus and method
JP4811276B2 (ja) * 2007-01-10 2011-11-09 トヨタ自動車株式会社 焼き入れ深さ測定装置および焼き入れ深さ測定方法
JP4998820B2 (ja) * 2007-03-14 2012-08-15 住友金属工業株式会社 渦流検査方法及び該渦流検査方法を実施するための渦流検査装置
JP5149562B2 (ja) * 2007-08-23 2013-02-20 トヨタ自動車株式会社 非破壊測定方法及び非破壊測定装置
JP2009236778A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Honda Motor Co Ltd ワーク表面硬化層深さの測定方法
US8207731B2 (en) * 2009-09-30 2012-06-26 Thermofisher Scientific Apparatus and method for automatic product effect compensation in radio frequency metal detectors

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4041392A1 (de) * 1990-12-21 1992-06-25 Univ Magdeburg Tech Verfahren zur magnetinduktiven bestimmung der schichtdicke von diffusionsschichten
US7385392B2 (en) * 2000-11-13 2008-06-10 Jentek Sensors, Inc. Eddy current sensing arrays and system
US7206706B2 (en) * 2005-03-09 2007-04-17 General Electric Company Inspection method and system using multifrequency phase analysis
US7443177B1 (en) * 2005-05-31 2008-10-28 Iowa State University Research Foundation, Inc. Characterization of conductor by alternating current potential-drop method with a four-point probe

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NAKAGAWA N ET AL: "Unconventionally high and low frequency eddy current methods for material surface characterizations", 《AIP CONFERENCE PROCEEDINGS》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103018688A (zh) * 2012-12-06 2013-04-03 电子科技大学 一种gmi和gmr相结合的磁敏传感器件
CN103760226A (zh) * 2013-12-20 2014-04-30 兰州空间技术物理研究所 航天器无损检测方法
CN103760225A (zh) * 2013-12-20 2014-04-30 兰州空间技术物理研究所 深空探测器用脉冲涡流传感器、无损检测系统
CN103760228A (zh) * 2013-12-20 2014-04-30 兰州空间技术物理研究所 便携式无损检测传感器及无损检测系统
CN103760227A (zh) * 2013-12-20 2014-04-30 兰州空间技术物理研究所 深空探测器无损检测方法
CN103760224A (zh) * 2013-12-20 2014-04-30 兰州空间技术物理研究所 航天器无损检测传感器及无损检测系统
CN105911136A (zh) * 2015-02-20 2016-08-31 马勒国际有限公司 检测内燃机中活塞的缺陷的方法
CN107407659A (zh) * 2015-03-06 2017-11-28 高周波热錬株式会社 硬化层深度测量装置
CN106645391A (zh) * 2016-10-10 2017-05-10 南京航空航天大学 一种用于评估碳纤维板缺陷深度的多频涡流检测系统及检测方法

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EP2480858B1 (en) 2015-01-28

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