CN108896609B - 一种金属材料不连续性交直流激励检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属材料不连续性交直流激励检测装置及方法，装置包括激励电极、电位采集器、电磁检测传感器、电磁检测仪、数字信号处理器，基于电位检测与电磁检测方法，通过对比分析被检金属板工件与标准金属板工件的二维电位信号图和三维电磁场信号图的差异，实现金属板工件的不连续性检测，尤其适用于厚度较小的金属薄板工件的检测。

Description

一种金属材料不连续性交直流激励检测装置及方法
技术领域
本发明涉及一种无损检测装置及方法，特别是涉及一种金属材料不连续性交直流激励检测装置及方法。
背景技术
目前对于形状规则的金属板工件表面或近表面的不连续性检测，通常采用红外热成像检测或超声波检测方法，但红外热成像检测存在分辨能力差、成本价格高等缺点，而超声波检测对于厚度较小的金属薄板工件检测困难。
发明内容
本发明的目的在于通过一种金属材料不连续性交直流激励检测装置及方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种金属材料不连续性交直流激励检测装置，包括激励电极、电位采集器、电磁检测传感器、电磁检测仪、数字信号处理器，其特征在于，所述激励电极包括两个通过两根导线与所述电位采集器相连接的激励电极片，所述电位采集器包括用于给激励电极接入交流和直流叠加的混合电流的交直流激励电源和用于获取电位分布的电位检测仪，所述电磁检测传感器与电磁检测仪电连接，所述电磁检测仪与数字信号处理器电连接，所述电位采集器与数字信号处理器电连接。
一种金属材料不连续性交直流激励检测的方法，采用上述装置，其特征在于：包括标定和实测两个过程，
所述标定过程为，
a.制作一个与被检金属板工件材质、结构相同的标准金属板工件；
b.将激励电极的两个激励电极片中的一个激励电极片布置在步骤a中制作的标准金属板工件对角线的一端，将激励电极的两个激励电极片中的另一个激励电极片布置在步骤a中制作的标准金属板工件对角线的另一端，所述激励电极片与标准金属板工件表面完全贴合；
c.待步骤b完成后，启动电位采集器，利用交直流激励电源给激励电极片施加一个交流和直流叠加的混合电流，即对标准金属板工件施加交直流混合激励，同时，利用电位检测仪检测采集标准金属板工件表面二维电位分布信号，并将二维电位分布信号传输至数字信号处理器处理分析，得到标准金属板工件表面的二维电位信号图；
d.在步骤c的过程中，同时利用电磁检测传感器在标准金属板工件表面进行移动扫查，电磁检测仪检测采集标准金属板工件表面三维电磁场分布信号，并将三维电磁场分布信号传输至数字信号处理器处理分析，得到标准金属板工件表面的三维电磁场信号图；
所述实测过程为，
e. 将激励电极的两个激励电极片中的一个激励电极片布置在被检金属板工件检测区域对角线的一端，将激励电极的两个激励电极片中的另一个激励电极片布置在被检金属板工件检测区域对角线的另一端，所述激励电极片与被检金属板工件表面完全贴合；
f.待步骤e完成后，启动电位采集器，利用交直流激励电源给激励电极片施加一个交流和直流叠加的混合电流，即对被检金属板工件检测区域施加交直流混合激励，同时，利用电位检测仪检测采集被检金属板工件检测区域表面二维电位分布信号，并将二维电位分布信号传输至数字信号处理器处理分析，得到被检金属板工件检测区域表面的二维电位信号图；
g.在步骤f的过程中，同时利用电磁检测传感器在被检金属板工件检测区域表面进行移动扫查，电磁检测仪检测采集被检金属板工件检测区域表面三维电磁场分布信号，并将三维电磁场分布信号传输至数字信号处理器处理分析，得到被检金属板工件检测区域表面的三维电磁场信号图；
h.将步骤f、步骤g中得到的被检金属板工件检测区域表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图与步骤c、步骤d得到的标准金属板工件表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图进行对比分析，若被检金属板工件检测区域表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图与标准金属板工件表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图相同，则被检金属板工件检测区域不存在不连续性缺陷，若被检金属板工件检测区域表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图与标准金属板工件表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图不相同，则被检金属板工件检测区域存在不连续性缺陷。
本发明的有益效果是，一种金属材料不连续性交直流激励检测装置及方法，基于电位检测与电磁检测方法，通过对比分析被检金属板工件与标准金属板工件的二维电位信号图和三维电磁场信号图的差异，实现金属板工件的不连续性检测，尤其适用于厚度较小的金属薄板工件的检测。
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种金属材料不连续性交直流激励检测装置及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为本发明实施例的一种金属材料不连续性交直流激励检测装置及方法示意图。
图2为本发明实施例的被检金属板工件表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图与标准金属板工件表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图的对比分析示意图。
图中，1.激励电极、10. 导线、11. 激励电极片、2.电位采集器、20.交直流激励电源、21.电位检测仪、3.电磁检测传感器、4.电磁检测仪、5.数字信号处理器、6.标准金属板工件、60.被检金属板工件、7.不连续性缺陷、E1.标准金属板工件表面的二维电位信号图、E2.标准金属板工件表面的三维电磁场信号图、E3.被检金属板工件表面的二维电位信号图、E4.被检金属板工件表面的三维电磁场信号图。
具体实施方式
实施例，如图1、2所示，一种金属材料不连续性交直流激励检测装置，包括激励电极1、电位采集器2、电磁检测传感器3、电磁检测仪4、数字信号处理器5，其特征在于，所述激励电极1包括两个通过两根导线10与所述电位采集器2相连接的激励电极片11，所述电位采集器2包括用于给激励电极1接入交流和直流叠加的混合电流的交直流激励电源20和用于获取电位分布的电位检测仪21，所述电磁检测传感器3与电磁检测仪4电连接，所述电磁检测仪4与数字信号处理器5电连接，所述电位采集器2与数字信号处理器5电连接。
一种金属材料不连续性交直流激励检测方法，采用上述装置，其特征在于：包括标定和实测两个过程，
所述标定过程为，
a.制作一个与被检金属板工件60材质、结构相同的标准金属板工件6；
b.将激励电极1的两个激励电极片11中的一个激励电极片11布置在步骤a中制作的标准金属板工件6对角线的一端，将激励电极1的两个激励电极片11中的另一个激励电极片11布置在步骤a中制作的标准金属板工件6对角线的另一端，所述激励电极片11与标准金属板工件6表面完全贴合；
c.待步骤b完成后，启动电位采集器2，利用交直流激励电源20给激励电极片11施加一个交流和直流叠加的混合电流，即对标准金属板工件6施加交直流混合激励，同时，利用电位检测仪21检测采集标准金属板工件6表面二维电位分布信号，并将二维电位分布信号传输至数字信号处理器5处理分析，得到标准金属板工件表面的二维电位信号图E1；
d.在步骤c的过程中，同时利用电磁检测传感器3在标准金属板工件6表面进行移动扫查，电磁检测仪4检测采集标准金属板工件6表面三维电磁场分布信号，并将三维电磁场分布信号传输至数字信号处理器5处理分析，得到标准金属板工件表面的三维电磁场信号图E2；
所述实测过程为，
e.将激励电极1的两个激励电极片11中的一个激励电极片布11置在被检金属板工件60检测区域对角线的一端，将激励电极1的两个激励电极片11中的另一个激励电极片11布置在被检金属板工件60检测区域对角线的另一端，所述激励电极片11与被检金属板工件60检测区域表面完全贴合；
f.待步骤e完成后，启动电位采集器2，利用交直流激励电源20给激励电极片11施加一个交流和直流叠加的混合电流，即对被检金属板工件60检测区域施加交直流混合激励，同时，利用电位检测仪21检测采集被检金属板工件60检测区域表面二维电位分布信号，并将二维电位分布信号传输至数字信号处理器5处理分析，得到被检金属板工件60检测区域表面的二维电位信号图E3；
g.在步骤f的过程中，同时利用电磁检测传感器3在被检金属板工件检测区域60表面进行移动扫查，电磁检测仪4检测采集被检金属板工件60检测区域表面三维电磁场分布信号，并将三维电磁场分布信号传输至数字信号处理器5处理分析，得到被检金属板工件60检测区域表面的三维电磁场信号图E4；
h.将步骤f、步骤g中得到的被检金属板工件60检测区域表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图（E3、E4）与步骤c、步骤d得到的标准金属板工件表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图（E1、E2）进行对比分析，若被检金属板工件60检测区域表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图（E3、E4）与标准金属板工件表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图（E1、E2）相同，则被检金属板工件60检测区域不存在不连续性缺陷，若被检金属板工件60检测区域表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图（E3、E4）与标准金属板工件表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图（E1、E2）不相同，则被检金属板工件60检测区域存在不连续性缺陷7。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域任何技术人员对本发明的技术方案所作的任何修改、等同替换和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种金属材料不连续性交直流激励检测装置，包括激励电极、电位采集器、电磁检测传感器、电磁检测仪、数字信号处理器，其特征在于，所述激励电极包括两个通过两根导线与所述电位采集器相连接的激励电极片，所述电位采集器包括用于给激励电极接入交流和直流叠加的混合电流的交直流激励电源和用于获取电位分布的电位检测仪，所述电磁检测传感器与电磁检测仪电连接，所述电磁检测仪与数字信号处理器电连接，所述电位采集器与数字信号处理器电连接。
2.一种金属材料不连续性交直流激励检测方法，采用权利要求1所述的装置，其特征在于：包括标定和实测两个过程，
所述标定过程为，
a.制作一个与被检金属板工件材质、结构相同的标准金属板工件；
b.将激励电极的两个激励电极片中的一个激励电极片布置在步骤a中制作的标准金属板工件对角线的一端，将激励电极的两个激励电极片中的另一个激励电极片布置在步骤a中制作的标准金属板工件对角线的另一端，所述激励电极片与标准金属板工件表面完全贴合；
c.待步骤b完成后，启动电位采集器，利用交直流激励电源给激励电极片施加一个交流和直流叠加的混合电流，即对标准金属板工件施加交直流混合激励，同时，利用电位检测仪检测采集标准金属板工件表面二维电位分布信号，并将二维电位分布信号传输至数字信号处理器处理分析，得到标准金属板工件表面的二维电位信号图；
d.在步骤c的过程中，同时利用电磁检测传感器在标准金属板工件表面进行移动扫查，电磁检测仪检测采集标准金属板工件表面三维电磁场分布信号，并将三维电磁场分布信号传输至数字信号处理器处理分析，得到标准金属板工件表面的三维电磁场信号图；
所述实测过程为，
e. 将激励电极的两个激励电极片中的一个激励电极片布置在被检金属板工件检测区域对角线的一端，将激励电极的两个激励电极片中的另一个激励电极片布置在被检金属板工件检测区域对角线的另一端，所述激励电极片与被检金属板工件表面完全贴合；
f.待步骤e完成后，启动电位采集器，利用交直流激励电源给激励电极片施加一个交流和直流叠加的混合电流，即对被检金属板工件检测区域施加交直流混合激励，同时，利用电位检测仪检测采集被检金属板工件检测区域表面二维电位分布信号，并将二维电位分布信号传输至数字信号处理器处理分析，得到被检金属板工件检测区域表面的二维电位信号图；
g.在步骤f的过程中，同时利用电磁检测传感器在被检金属板工件检测区域表面进行移动扫查，电磁检测仪检测采集被检金属板工件检测区域表面三维电磁场分布信号，并将三维电磁场分布信号传输至数字信号处理器处理分析，得到被检金属板工件检测区域表面的三维电磁场信号图；
h.将步骤f、步骤g中得到的被检金属板工件检测区域表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图与步骤c、步骤d得到的标准金属板工件表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图进行对比分析，若被检金属板工件检测区域表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图与标准金属板工件表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图相同，则被检金属板工件检测区域不存在不连续性缺陷，若被检金属板工件检测区域表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图与标准金属板工件表面的二维电位信号图和三维电磁场信号图不相同，则被检金属板工件检测区域存在不连续性缺陷。
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