CN102768238A - 一种多激励高灵敏度的电磁探伤传感装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多激励高灵敏度的电磁探伤传感装置，包含：激励电路；传感系统，其与激励电路相连，其包含若干个激励线圈，所述的若干个激励线圈均匀分布呈圈状；检测电路，其包含与若干个激励线圈一一对应的若干个检测线圈，其设置在对应的激励线圈下，所有相互对应的检测线圈与激励线圈叠加构成若干个激励检测单元；信号处理电路，其通过电路与检测电路相连；上位机，其通过数据线与信号处理电路相连。本发明能够有效增强被测空间中心部位的灵敏度，检测数据更加丰富、充实；并且，增加了采样信号数量，可以很好的检测被测空间多个方向的电磁分部信息，从而，实现了低功耗、低成本、灵敏度高、快速实时检测、不停机检测的优点。

Description

一种多激励高灵敏度的电磁探伤传感装置

技术领域

本发明涉及一种可用于金属构件或板材参数信息检测的传感探伤系统，特别涉及一种多激励高灵敏度的电磁探伤传感装置。

背景技术

随着现代工业迅猛发展，工业现场使用金属材质构件的场合越来越多，但由于金属构件加工工艺中造成的金属表面或内部存在的微伤害即影响不大的裂纹等因素，使得在实际工业现场中，外界因素（如腐蚀，强力等）的不断侵袭使得这些原本并不显著的微伤害会出现融合等现象，使得伤害加剧，最终往往会造成更加严重的后果。因此需要对工业现场使用的金属构件进行检测工作，以便及时更新使用构件或结构，避免造成工业事故。

目前使用的电磁探伤传感结构大多为单一激励单一采集，在使用过程中采样数据过于单一，往往无法全面的对缺陷参数进行有效合理的评定；即使有些传感系统采用多激励多采集模式，但由于传感结构自身的特点，使得采集信号过于微弱，造成了系统整体灵敏度不高的设计缺陷。除此之外由于工业现场使用的金属固件的微结构、导电率、导磁率等因素的干扰，往往会造成对检测结果的误判，使得测试结果不准确。

发明内容

本发明的目的是提供一种多激励高灵敏度的电磁探伤传感装置，能够有效增强被测空间中心部位的灵敏度，检测数据更加丰富、充实；并且，增加了采样信号数量，可以很好的检测被测空间多个方向的电磁分部信息，从而，实现了低功耗、低成本、灵敏度高、快速实时检测、不停机检测的优点。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多激励高灵敏度的电磁探伤传感装置，包含：

激励电路；

传感系统，所述的传感系统与激励电路相连，其包含若干个激励线圈，所述的若干个激励线圈均匀分布呈圈状；

检测电路，所述的检测电路包含与若干个激励线圈一一对应的若干个检测线圈，所述的检测线圈设置在对应的激励线圈下，所有相互对应的检测线圈与激励线圈叠加构成若干个激励检测单元；

信号处理电路，所述的信号处理电路通过电路与检测电路相连；

上位机，所述的上位机通过数据线与信号处理电路相连。

所述的上位机为计算机。

所述的激励线圈和检测线圈的个数均为8。

所述的激励线圈和检测线圈的绕线匝数、绕线密度以及线圈阻抗值相同。

所述的激励线圈和检测线圈的绕线匝数范围为3~200。

所述的激励线圈和检测线圈的圆周直径范围为0.1mm~10mm。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、八个激励线圈均匀分布，每个激励磁场在被测空间中心位置叠加，可以有效的增强被测空间中心部位灵敏度，克服了单一磁场产生的中心灵敏度低的缺点；

2、顺时针循环变换激励信号可以使得每种激励信号在八个位置均有所激励，检测数据更加丰富、充实；

3、同传感结构内部均匀分布的8组激励检测单元可以很好对被测空间进行激励和检测，增加了采样信号数量，可以很好的检测被测空间多个方向的电磁分部信息。

附图说明

图1为本发明一种多激励高灵敏度的电磁探伤传感装置的系统框图；

图2为本发明一种多激励高灵敏度的电磁探伤传感装置的空间分布图；

图3为本发明一种多激励高灵敏度的电磁探伤传感装置的激励检测单元的结构图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，一种多激励高灵敏度的电磁探伤传感装置，包含：激励电路1、传感系统2、检测电路3、信号处理电路4、上位机5。

其中，如图2和图3所示，传感系统2与激励电路1相连，其包含若干个激励线圈21，若干个激励线圈21呈圈状均匀分布；检测电路3包含与若干个激励线圈21一一对应的若干个检测线圈31，检测线圈31设置在对应的激励线圈21下，所有相互对应的检测线圈31与激励线圈21叠加构成若干个激励检测单元。在本实施例中，激励线圈21和检测线圈31的个数均为8，均匀分布在平面的4个象限中，每个象限各有两个激励线圈21和检测线圈31组成的激励检测单元，以保证检测物场（二维区域）中的每个象限具有两组监测数据以提高检测准确度和灵敏度，同时激励与检测线圈的工艺规格完全相同。激励线圈21和检测线圈31的绕线匝数、绕线密度以及线圈阻抗值相同，绕线匝数的范围分别为3~200，绕线的圆周直径的范围为0.1mm~10mm。

如图1所示，信号处理电路4通过电路与检测电路3相连，每个检测线圈31具有独立的数据检测通道，以便防止信号之间的干扰和减小信号输送时差；上位机5通过数据线与信号处理电路4相连，在本实施例中，信号处理电路4选用高性能的微处理芯片组成的解调电路（例如FPGA，DSP等芯片）；上位机5为计算机。

当测量时，先在完好金属板获取无缺陷采样数据，并且存储到上位机5的存储区，将此信息作为检测电压数据的标定值。将被测金属构件或板材置于本发明的电磁探伤传感装置之下，使激励检测单元垂直于被测金属构件或板材之上，对八组激励检测单元中每个激励线圈21施加各自对应的特定幅值、特定频率、特定相位的激励信号，使得被测空间充满交变磁场，同时控制八个相应的检测线圈31依次进行信号检测，并将检测线圈31两端的采样电压信号送至信号处理电路4进行电压信号调理，取出相应频段的电压分布信息，并将此信息送至上位机5处理和存储。

在完成一组数据检测后，将激励检测单元中激励线圈21的激励信号进行顺时针转换，即，转换的时刻，将一个激励线圈21中的激励信号转换为前一时刻逆时针方向相邻激励线圈21中的激励信号，同时检测线圈31再次采样，并将获取的该时刻的采样信号送至信号处理电路4处理并取出相应频段的电压分布信息，并将此信息送至上位机5处理和存储，依次转换共8次，直至每个激励信号在八个位置均产生过相应的激励场，即可获取8×8组检测数据，从而完成一次整体全面的采集，大大丰富了检测的数据量，为后期上位机反推被测空间电磁分部信息提供可靠丰富的数据信息，可以更好的评定被测金属板缺陷的位置、大小、形状等参数。

最后，上位机5通过对比分析采样数据，与预先采集的无缺陷采样数据进行，对被测金属构件或板材的电磁特性参数分布进行评定，确定被测金属构件或板材是否存在缺陷，不需要被测机械停机检测，避免了工业现场的不必要的经济损失，并且做到了实时性和检测信息完整。

综上所述，本发明一种多激励高灵敏度的电磁探伤传感装置，能够有效增强被测空间中心部位的灵敏度，检测数据更加丰富、充实；并且，增加了采样信号数量，可以很好的检测被测空间多个方向的电磁分部信息，从而，实现了低功耗、低成本、灵敏度高、快速实时检测、不停机检测的优点。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种多激励高灵敏度的电磁探伤传感装置，其特征在于，包含：

激励电路（1）；

传感系统（2），所述的传感系统（2）与激励电路（1）相连，其包含若干个激励线圈（21），所述的若干个激励线圈（21）均匀分布呈圈状；

检测电路（3），所述的检测电路（3）包含与若干个激励线圈（21）一一对应的若干个检测线圈（31），所述的检测线圈（31）设置在对应的激励线圈（21）下，所有相互对应的检测线圈（31）与激励线圈（21）叠加构成若干个激励检测单元；

信号处理电路（4），所述的信号处理电路（4）通过电路与检测电路（3）相连；

上位机（5），所述的上位机（5）通过数据线与信号处理电路（4）相连。

2.如权利要求1所述的多激励高灵敏度的电磁探伤传感装置，其特征在于，所述的上位机（5）为计算机。

3.如权利要求1所述的多激励高灵敏度的电磁探伤传感装置，其特征在于，所述的激励线圈（21）和检测线圈（31）的个数均为8。

4.如权利要求3所述的多激励高灵敏度的电磁探伤传感装置，其特征在于，所述的激励线圈（21）和检测线圈（31）的绕线匝数、绕线密度以及线圈阻抗值相同。

5.如权利要求4所述的多激励高灵敏度的电磁探伤传感装置，其特征在于，所述的激励线圈（21）和检测线圈（31）的绕线匝数范围为3~200。

6.如权利要求5所述的多激励高灵敏度的电磁探伤传感装置，其特征在于，所述的激励线圈（21）和检测线圈（31）的圆周直径范围为0.1mm~10mm。

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