CN104614005B - 一种检测电磁传感器响应时间与分辨率的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测电磁传感器响应时间与分辨率的装置及方法，包括管道、感应物体、被检电磁传感器、传感器线缆、检测仪器，利用自由落体运动定律检测传感器响应时间及分辨率，本发明方法及装置具有成本低、制作简单、使用方便等优点，有效提高了传感器的响应时间及分辨率的检测效率，并能为高速运行产品提供传感器能监测到的速度范围。

Description

一种检测电磁传感器响应时间与分辨率的装置及方法

所属技术领域

本发明涉及一种无损检测装置及方法，特别是涉及一种检测电磁传感器响应时间与分辨率的装置及方法。

背景技术

在传感器领域，响应时间和分辨率为衡量传感器性能的重要参数指标。传感器的响应时间通常定义为检测量变化后，传感器达到最终数值90%所需要的时间。以电磁传感器为例，其响应时间为信号时间-幅值变化曲线上幅值达到最高波幅90%所需要的时间。传感器的分辨率通常定义为传感器可感受到的被测量的最小变化的能力，只有当检测量的变化超过分辨率时，才会显示输出。以电磁传感器为例，分辨率是指电磁检测系统能区分开两个相邻缺陷的能力，分辨率的优劣，以能区分的两个缺陷的最小距离表示，所能区分的这两个相邻缺陷的距离越小，分辨率越高，反之，分辨率越低。在评价检测系统的过程中，需要考虑传感器的性能情况，所以需要检测传感器的响应时间及分辨率。通常，检测传感器的响应时间及分辨率需要专门设计试验装置及试块，制作成本高，周期长，检测复杂，检测效率低。

在工业领域中，每一种传感器能监测到的速度范围对在线产品的检测也是至关重要的。以电磁传感器检测高速线材生产为例，由于使用的传感器与检测速度不匹配，线材速度超出传感器能监测到的速度范围时，将直接导致检测失效，或造成漏检和重复检测工作，这也在一定程度上制约了相关检测技术在工业领域的应用。因此，为将高速运行产品缺陷有效检测出，在检测实验前，特别需要使用一套装置来验证传感器能监测到的速度范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种检测电磁传感器响应时间与分辨率的装置及方法，设计专用的利用自由落体运动定律检测传感器响应时间及分辨率装置，利用自由落体运动定律，提高传感器的响应时间及分辨率的检测效率，并为高速运行产品检测提供传感器可监测速度范围。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种检测电磁传感器响应时间与分辨率的装置，其特征在于：包括管道、感应物体、被检电磁传感器、传感器线缆、检测仪器，所述管道径向竖直放置，管道外表面加工有竖直方向高度刻度，高度刻度中的零刻度点在下方，与零刻度点处于一个水平面的管道壁上加工有通孔，通孔直径大于被检电磁传感器外径，零刻度以上区域管道为自由落体管段，自由落体管段的管道壁上加工有多个气孔，气孔用于减少管道内的空气阻力对自由落体运动的影响，零刻度以下区域管道为储物管段，用于存储降落的感应物体；所述感应物体为直径小于管道内经的金属或非金属物体，感应物体的具体材料根据被检电磁传感器的检测对象确定；所述被检电磁传感器插入安装在管道零刻度水平面上的管道壁通孔内；所述被检电磁传感器通过传感器线缆与检测仪器连接。

一种检测电磁传感器响应时间与分辨率的方法，其特征在于：

所述传感器响应时间的检测方法包括如下步骤，

a.将一个感应物体从管道上端口放入，在管道内一个选定的高度刻度处释放感应物体，使其进行自由落体运动，同时检测仪器开始计时；计算出感应物体从该高度刻度处自由落体到达被检电磁传感器时的速度（v）与时间值（t₀）；

b. 当感应物体自由落体到达被检电磁传感器时，被检电磁传感器在感应物体的作用下产生感应信号，通过传感器线缆传输至检测仪器，记录从感应物体开始自由落体的时刻到感应信号幅度达到峰值前的90%处的时间值（t₁）；（t₁）减去（t₀）得到的时间值（t）即为被检电磁传感器的速度（v）下的响应时间；

c. 将感应物体在管道内不同高度刻度处释放，重复步骤a、步骤b，即可得到被检电磁传感器的不同速度下的响应时间；

所述传感器分辨率的检测方法包括如下步骤，

d. 将两个相同的感应物体从管道上端口放入，以一个选定的高度刻度为两个感应物体平均高度点，将两个感应物体置于平均高度点的上下，两个感应物体间隔一定距离，两个感应物体至平均高度点的距离相同，同时释放两个感应物体；

e. 当两个感应物体自由落体分别到达被检电磁传感器时，被检电磁传感器在两个感应物体的作用下产生相应的两个感应信号，通过传感器线缆传输至检测仪器；当两个感应信号无法区分时，说明两个感应物体之间的间隔距离小于被检电磁传感器的分辨率；

f. 步骤d中，保持两个感应物体平均高度点不变，仅改变两个感应物体之间的间隔距离，重复步骤d、步骤e，找到两个感应信号刚好可以区分时的两个感应物体之间的间隔距离（r），计算两个感应物体到达被检电磁传感器时的速度的平均值（v₀），间隔距离（r）即为被检电磁传感器的速度（v₀）下的分辨率；

g. 改变两个感应物体平均高度点的高度刻度，重复步骤d、步骤e、步骤f，即可得到被检电磁传感器的不同速度下的分辨率。

本发明的有益效果是，一种检测电磁传感器响应时间与分辨率的装置及方法，包括管道、感应物体、被检电磁传感器、传感器线缆、检测仪器，利用自由落体运动定律检测传感器响应时间及分辨率，本发明方法及装置具有成本低、制作简单、使用方便等优点，有效提高了传感器的响应时间及分辨率的检测效率，并能为高速运行产品提供传感器能监测到的速度范围。

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种检测电磁传感器响应时间与分辨率的装置及方法不局限于实施例。

附图说明

下面结合附图中实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的传感器响应时间检测示意图。

图2是本发明实施例的传感器分辨率检测示意图。

图中，1.管道，2. 感应物体，3. 被检电磁传感器，4.传感器线缆，5.检测仪器，6.与零刻度点处于一个水平面的管道壁通孔，7.高度刻度，8.自由落体管段，9.储物管段，10.气孔，0.零刻度。

具体实施方式

如图1所示实施例中，一种检测电磁传感器响应时间与分辨率的装置，其特征在于：包括管道1、感应物体2、被检电磁传感器3、传感器线缆4、检测仪器5，所述管道1径向竖直放置，管道1外表面加工有竖直方向高度刻度7，高度刻度7中的零刻度0点在下方，与零刻度0点处于一个水平面的管道1壁上加工有通孔6，通孔6直径大于被检电磁传感器3外径，零刻度0以上区域管道为自由落体管段8，自由落体管段8的管道1壁上加工有多个气孔10，气孔10用于减少管道1内的空气阻力对自由落体运动的影响，零刻度0以下区域管道为储物管段9，用于存储降落的感应物体2；所述感应物体2为直径小于管道1内经的金属或非金属物体，感应物体2的具体材料根据被检电磁传感器3的检测对象确定；所述被检电磁传感器3插入安装在管道1零刻度0水平面上的管道1壁通孔6内；所述被检电磁传感器3通过传感器线缆4与检测仪器5连接。

一种检测电磁传感器响应时间与分辨率的方法，其特征在于：

所述传感器响应时间的检测方法包括如下步骤，

a.将一个感应物体2从管道1上端口放入，在管道1内一个选定的高度刻度处释放感应物体2，使其进行自由落体运动，同时检测仪器5开始计时；计算出感应物体2从该高度刻度处自由落体到达被检电磁传感器3时的速度（v）与时间值（t₀）；

b. 当感应物体2自由落体到达被检电磁传感器3时，被检电磁传感器3在感应物体2的作用下产生感应信号，通过传感器线缆4传输至检测仪器5，记录从感应物体2开始自由落体的时刻到感应信号幅度达到峰值前的90%处的时间值（t₁）；（t₁）减去（t₀）得到的时间值（t）即为被检电磁传感器的速度（v）下的响应时间；

c. 将感应物体2在管道1内不同高度刻度处释放，重复步骤a、步骤b，即可得到被检电磁传感器3的不同速度下的响应时间；

所述传感器分辨率的检测方法包括如下步骤，

d. 将两个相同的感应物体2从管道1上端口放入，以一个选定的高度刻度为两个感应物体2平均高度点p，将两个感应物体2置于平均高度点p的上下，两个感应物体2间隔一定距离，两个感应物体2至平均高度点p的距离相同，同时释放两个感应物体2；

e. 当两个感应物体2自由落体分别到达被检电磁传感器3时，被检电磁传感器3在两个感应物体2的作用下产生相应的两个感应信号，通过传感器线缆4传输至检测仪器5；当两个感应信号无法区分时，说明两个感应物体2之间的间隔距离小于被检电磁传感器3的分辨率；

f. 步骤d中，保持两个感应物体2平均高度点p不变，仅改变两个感应物体2之间的间隔距离，重复步骤d、步骤e，找到两个感应信号刚好可以区分时的两个感应物体2之间的间隔距离（r），计算两个感应物体2到达被检电磁传感器3时的速度的平均值（v₀），间隔距离（r）即为被检电磁传感器3的速度(v₀）下的分辨率；

g. 改变两个感应物体2平均高度点p的高度刻度，重复步骤d、步骤e、步骤f，即可得到被检电磁传感器3的不同速度下的分辨率。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种检测电磁传感器响应时间与分辨率的装置及方法，但本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 (2)

1.一种检测电磁传感器响应时间与分辨率的装置，包括管道、感应物体、被检电磁传感器、传感器线缆、检测仪器，其特征在于：所述管道径向竖直放置，管道外表面加工有竖直方向高度刻度，高度刻度中的零刻度点在下方，与零刻度点处于一个水平面的管道壁上加工有通孔，通孔直径大于被检电磁传感器外径，零刻度以上区域管道为自由落体管段，自由落体管段的管道壁上加工有多个气孔，气孔用于减少管道内的空气阻力对自由落体运动的影响，零刻度以下区域管道为储物管段，用于存储降落的感应物体；所述感应物体为直径小于管道内径；所述被检电磁传感器插入安装在管道零刻度水平面上的管道壁通孔内；所述被检电磁传感器通过传感器线缆与检测仪器连接。

2.一种检测电磁传感器响应时间与分辨率的方法，采用权利要求1所述装置，其特征在于：

所述传感器响应时间的检测方法包括如下步骤，

a.将一个感应物体从管道上端口放入，在管道内一个选定的高度刻度处释放感应物体，使其进行自由落体运动，同时检测仪器开始计时；计算出感应物体从该高度刻度处自由落体到达被检电磁传感器时的速度v与时间值t₀；

b. 当感应物体自由落体到达被检电磁传感器时，被检电磁传感器在感应物体的作用下产生感应信号，通过传感器线缆传输至检测仪器，记录从感应物体开始自由落体的时刻到感应信号幅度达到峰值前的90%处的时间值t₁；t₁减去t₀得到的时间值t即为被检电磁传感器的速度v下的响应时间；

c. 将感应物体在管道内不同高度刻度处释放，重复步骤a、步骤b，即可得到被检电磁传感器的不同速度下的响应时间；

所述传感器分辨率的检测方法包括如下步骤，

d. 将两个相同的感应物体从管道上端口放入，以一个选定的高度刻度为两个感应物体平均高度点，将两个感应物体置于平均高度点的上下，两个感应物体间隔一定距离，两个感应物体至平均高度点的距离相同，同时释放两个感应物体；

e. 当两个感应物体自由落体分别到达被检电磁传感器时，被检电磁传感器在两个感应物体的作用下产生相应的两个感应信号，通过传感器线缆传输至检测仪器；当两个感应信号无法区分时，说明两个感应物体之间的间隔距离小于被检电磁传感器的分辨率；

f. 步骤d中，保持两个感应物体平均高度点不变，仅改变两个感应物体之间的间隔距离，重复步骤d、步骤e，找到两个感应信号刚好可以区分时的两个感应物体之间的间隔距离r，计算两个感应物体到达被检电磁传感器时的速度的平均值v₀，间隔距离r即为被检电磁传感器的速度v₀下的分辨率；

g. 改变两个感应物体平均高度点的高度刻度，重复步骤d、步骤e、步骤f，即可得到被检电磁传感器的不同速度下的分辨率。