CN103940860B - 一种串联谐振电路电容检测非金属材料不连续性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种串联谐振电路电容检测非金属材料不连续性的方法，基于电磁学原理，采用串联谐振电路装置中的电容做为检测传感器，利用电容的两个极板之间的介质变化将导致串联谐振电路的谐振频率发生变化的特性，检测非金属材料的不连续性，突破了当前无损检测理论限制，将电磁检测方法应用于非金属材料的不连续性检测中，易于实现自动化检测，提高了非金属材料不连续性的检测效率与检测精度。

Description

一种串联谐振电路电容检测非金属材料不连续性的方法
所属技术领域
本发明涉及一种无损检测方法，特别是涉及一种串联谐振电路电容检测非金属材料不连续性的方法。
背景技术
针对非金属材料的不连续性检测，目前采用的无损检测方法有声学、力学、射线等检测方法。电磁无损检测方法目前仅用于金属材料的不连续性检测。电磁检测与声学、力学、射线等检测方法相比，具有检测精度高、检测速度快、易于实现自动化检测等优点，其中谐振电路具有极高的检测灵敏度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种串联谐振电路电容检测非金属材料不连续性的方法，基于电磁学原理，采用串联谐振电路装置中的电容检测非金属材料的不连续性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种串联谐振电路电容检测非金属材料不连续性的方法，采用串联谐振电路装置中的电容做为检测非金属材料不连续性的检测传感器，此时，串联谐振电路装置中的电容的两个极板之间留有孔洞或间隙，被检非金属材料可从两个极板之间的孔洞或间隙中穿过；根据电容公式C=ε r ε 0 S/d和串联谐振电路谐振频率计算公式f 0 =1/(2π(LC)1/2)可知，串联谐振电路的谐振频率f 0与电容的两个极板之间介质的相对介电常数ε r 有关，当介质中出现不连续时，介质的相对介电常数ε r 将发生变化，导致串联谐振电路的谐振频率f 0发生变化，利用串联谐振电路的这一特性，检测非金属材料的不连续性；
检测步骤包括标定和实测两个部分，
标定过程为，
a.将标准非金属材料插入电容的两个极板之间，电容的两个极板之间的介质变为标准非金属材料，所述标准非金属材料是具有与被检非金属材料相同材质和形状的无不连续的完好非金属材料；
b.调节串联谐振电路装置中的激励电源的激励频率，当激励频率等于串联谐振电路的谐振频率时，串联谐振电路发生谐振，串联谐振电路的总电流达到最大值；
c.记录保存串联谐振电路发生谐振时的激励频率和串联谐振电路的总电流，分别记录为标定激励频率和标定总电流；
实测过程为，
d.将被检非金属材料插入电容的两个极板之间，电容的两个极板之间的介质变为被检非金属材料，串联谐振电路装置中的激励电源采用标定激励频率激励串联谐振电路；此时，若串联谐振电路发生谐振，则说明此时串联谐振电路的谐振频率与标定激励频率相同，串联谐振电路的总电流等于标定总电流，由此判定电容的两个极板之间的被检非金属材料与标定非金属材料完全相同，无不连续；若串联谐振电路没有发生谐振，则说明此时串联谐振电路的谐振频率与标定激励频率不同，串联谐振电路的总电流小于标定总电流，由此判定电容的两个极板之间的被检非金属材料中存在不连续。
本发明的有益效果是，提供一种串联谐振电路电容检测非金属材料不连续性的方法，基于电磁学原理，采用串联谐振电路装置中的电容检测非金属材料的不连续性，突破了当前无损检测理论限制，将电磁检测方法应用于非金属材料的不连续性检测中，易于实现自动化检测，提高了非金属材料不连续性的检测效率与检测精度。
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种串联谐振电路电容检测非金属材料不连续性的方法不局限于实施例。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的串联谐振电路电容检测非金属材料不连续性的示意图。
图中，C.电容，L.电感线圈，R.电阻，V.激励电源，A.被检非金属材料。
具体实施方式
在图1所示的实施例中，一种串联谐振电路电容检测非金属材料不连续性的方法，采用串联谐振电路装置中的电容C做为检测非金属材料不连续性的检测传感器，此时，串联谐振电路装置中的电容C的两个极板之间留有孔洞或间隙，被检非金属材料A可从两个极板之间的孔洞或间隙中穿过；根据电容公式C=ε r ε 0 S/d和串联谐振电路谐振频率计算公式f 0 =1/(2π(LC)1/2)可知，串联谐振电路RLC的谐振频率f 0与电容C的两个极板之间介质的相对介电常数ε r 有关，当介质中出现不连续时，介质的相对介电常数ε r 将发生变化，导致串联谐振电路RLC的谐振频率f 0发生变化，利用串联谐振电路RLC的这一特性，检测非金属材料的不连续性；
检测步骤包括标定和实测两个部分，
标定过程为，
a.将标准非金属材料插入电容C的两个极板之间，电容C的两个极板之间的介质变为标准非金属材料，所述标准非金属材料是具有与被检非金属材料相同材质和形状的无不连续的完好非金属材料；
b.调节串联谐振电路装置中的激励电源V的激励频率，当激励频率等于串联谐振电路的谐振频率时，串联谐振电路RLC发生谐振，串联谐振电路RLC的总电流达到最大值；
c.记录保存串联谐振电路RLC发生谐振时的激励频率和串联谐振电路RLC的总电流，分别记录为标定激励频率和标定总电流；
实测过程为，
d.将被检非金属材料A插入电容C的两个极板之间，电容C的两个极板之间的介质变为被检非金属材料A，串联谐振电路装置中的激励电源V采用标定激励频率激励串联谐振电路RLC；此时，若串联谐振电路RLC发生谐振，则说明此时串联谐振电路的谐振频率与标定激励频率相同，串联谐振电路RLC的总电流等于标定总电流，由此判定电容C的两个极板之间的被检非金属材料A与标定非金属材料完全相同，无不连续；若串联谐振电路RLC没有发生谐振，则说明此时串联谐振电路的谐振频率与标定激励频率不同，串联谐振电路RLC的总电流小于标定总电流，由此判定电容C的两个极板之间的被检非金属材料A中存在不连续。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种串联谐振电路电容检测非金属材料不连续性的方法，但发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (1)

1.一种串联谐振电路电容检测非金属材料不连续性的方法，其特征在于：采用串联谐振电路装置中的电容做为检测非金属材料不连续性的检测传感器，此时，串联谐振电路装置中的电容的两个极板之间留有孔洞或间隙，被检非金属材料从两个极板之间的孔洞或间隙中穿过；根据电容公式C=ε r ε 0 S/d和串联谐振电路谐振频率计算公式f 0 =1/(2π(LC)1/2)可知，串联谐振电路的谐振频率f 0与电容的两个极板之间介质的相对介电常数ε r 有关，当介质中出现不连续时，介质的相对介电常数ε r 将发生变化，导致串联谐振电路的谐振频率f 0发生变化，利用串联谐振电路的这一特性，检测非金属材料的不连续性；
检测步骤包括标定和实测两个部分，
标定过程为，
a.将标准非金属材料插入电容的两个极板之间，电容的两个极板之间的介质变为标准非金属材料，所述标准非金属材料是具有与被检非金属材料相同材质和形状的无不连续的完好非金属材料；
b.调节串联谐振电路装置中的激励电源的激励频率，当激励频率等于串联谐振电路的谐振频率f 0时，串联谐振电路发生谐振，串联谐振电路的总电流达到最大值；
c.记录保存串联谐振电路发生谐振时的激励频率和串联谐振电路的总电流，分别记录为标定激励频率和标定总电流；
实测过程为，
d.将被检非金属材料插入电容的两个极板之间，电容的两个极板之间的介质变为被检非金属材料，串联谐振电路装置中的激励电源采用标定激励频率激励串联谐振电路；此时，若串联谐振电路发生谐振，则说明此时串联谐振电路的谐振频率与标定激励频率相同，串联谐振电路的总电流等于标定总电流，由此判定电容的两个极板之间的被检非金属材料与标准非金属材料完全相同，无不连续；若串联谐振电路没有发生谐振，则说明此时串联谐振电路的谐振频率与标定激励频率不同，串联谐振电路的总电流小于标定总电流，由此判定电容的两个极板之间的被检非金属材料中存在不连续。
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