CN109239205B - 电磁超声传感器控制设备、方法以及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁超声传感器控制设备、方法以及装置。其中，该设备包括：激励装置，用于生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号；EMAT主频监测装置，用于在EMAT对被检测对象执行检测时，监测EMAT的工作主频是否发生偏移；控制处理器，用于在EMAT主频监测装置监测到EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对激励装置的激励信号进行调整，控制EMAT执行对被检测对象的检测。本发明解决了相关技术中无法对激励信号进行自动调整，导致的检测可靠性和效率不高的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及无损检测领域，具体而言，涉及一种电磁超声传感器控制设备、方法以及装置。
背景技术
在实际检测过程中，电磁超声传感器(Electro Magnetic Acoustic Transducer，简称EMAT)易受被检材料、表面状况、提离以及温度等因素影响，导致电磁超声传感器EMAT的等效电感、电阻等参数发生变化，使得静态阻抗匹配网络失效，进而导致传感器固有谐振频率发生漂移。然而，固有频率漂移会导致传感器的输出功率降低，使得电磁超声传感器EMAT的换能效率明显降低。目前，工程上利用电磁超声传感器EMAT进行检测时，并未考虑被检对象材料、检测工况等对电磁超声传感器EMAT的中心频率的影响，例如，对于EMAT，多采用固定频率的信号来做激励。此外，相关的电磁超声检测系统也不能跟随电磁超声体波传感器EMAT中心频率的变化而调整激励信号，很多时候需要凭借检测人员的经验对激励信号进行手动调整，这种调整方式会存在操作不方便、可靠性低且影响检测效率和检测精度的问题，不能充分发挥出电磁超声体波传感器EMAT的检测优势及检测能力。
针对上述相关技术中无法对激励信号进行自动调整，导致的检测可靠性和效率不高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种电磁超声传感器控制设备、方法以及装置，以至少解决相关技术中无法对激励信号进行自动调整，导致的检测可靠性和效率不高的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电磁超声传感器控制设备，包括：激励装置，用于生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号；EMAT主频监测装置，用于在EMAT对被检测对象执行检测时，监测EMAT的工作主频是否发生偏移；控制处理器，用于在EMAT主频监测装置监测到EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对激励装置的激励信号进行调整，控制EMAT执行对被检测对象的检测。
可选地，该电磁超声传感器控制设备还包括：接收装置，用于接收EMAT在啁啾信号下对被检测对象执行检测时的回波信号；控制处理器，还用于根据接收装置接收的回波信号确定EMAT的工作主频，以及根据确定的工作主频控制激励装置生成对EMAT进行激励的激励信号。
可选地，接收装置包括：前置放大器，用于对回波信号进行前置放大；信号放大器，用于对经前置放大器放大后的信号再次进行放大；信号采集器，用于对经信号放大器放大后的信号进行采集。
可选地，激励装置包括：信号发生器，用于生成对EMAT进行激励的激励信号；功率放大器，用于对信号发生器的激励信号进行放大，得到放大后的激励信号。
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种电磁超声传感器控制系统，包括：电磁超声传感器EMAT装置和上述中任一项的EMAT控制设备，其中，EMAT装置包括：EMAT，被检测对象和用于匹配阻抗的阻抗匹配网络。
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种电磁超声传感器控制方法，包括：生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号；在EMAT对被检测对象执行检测时，监测EMAT的工作主频是否发生偏移；在监测到EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对激励信号进行调整，控制EMAT执行对被检测对象的检测。
可选地，生成对EMAT进行激励的激励信号包括：接收EMAT在啁啾信号下对被检测对象执行检测时的回波信号；根据回波信号确定EMAT的工作主频；根据确定的工作主频生成对EMAT进行激励的激励信号。
可选地，根据回波信号确定EMAT的工作主频包括：从回波信号中采集预定频带的宽频带检测信号；从采集的宽频带检测信号中分解出预定个数的窄频带检测信号；确定预定个数的窄频带检测信号中最优的窄频带检测信号对应的频率为EMAT的工作主频。
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种电磁超声传感器控制装置，包括：生成模块，用于生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号；监测模块，用于在EMAT对被检测对象执行检测时，监测EMAT的工作主频是否发生偏移；控制模块，用于在监测到EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对激励信号进行调整，控制EMAT执行对被检测对象的检测。
可选地，生成模块包括：接收单元，用于接收EMAT在啁啾信号下对被检测对象执行检测时的回波信号；确定单元，用于根据回波信号确定EMAT的工作主频；生成单元，用于根据确定的工作主频生成对EMAT进行激励的激励信号。
可选地，确定单元包括：采集子单元，用于从回波信号中采集预定频带的宽频带检测信号；分解子单元，用于从采集的宽频带检测信号中分解出预定个数的窄频带检测信号；确定子单元，用于确定预定个数的窄频带检测信号中最优的窄频带检测信号对应的频率为EMAT的工作主频。
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序运行时控制存储介质所在设备执行以下操作：生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号；在EMAT对被检测对象执行检测时，监测EMAT的工作主频是否发生偏移；在监测到EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对激励信号进行调整，控制EMAT执行对被检测对象的检测。
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行以下操作：生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号；在EMAT对被检测对象执行检测时，监测EMAT的工作主频是否发生偏移；在监测到EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对激励信号进行调整，控制EMAT执行对被检测对象的检测。
在本发明实施例中，可以生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号，在EMAT对被检测对象执行检测时，监测EMAT的工作主频是否发生偏移，在监测到EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对激励信号进行调整，控制EMAT执行对被检测对象的检测，实现了电磁超声检测系统可以跟随电磁超声传感器EMAT中心频率的变化而调整激励信号的目的，达到了提高电磁超声检测系统的检测效率以及检测精度，进而解决了相关技术中无法对激励信号进行自动调整，导致的检测可靠性和效率不高的技术问题，充分发挥了电磁超声传感器EMAT对被检测对象无需打磨材料表面、无需耦合剂、非接触检测、重复性好以及容易激发各种超声波的优点。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的电磁超声传感器控制方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的线性啁啾信号的示意图；
图3是根据本发明实施例的窄频脉冲激励信号的示意图；
图4是根据本发明实施例的可选的电磁超声传感器控制方法的流程图；
图5是根据本发明实施例的电磁超声传感器控制设备的示意图；
图6是根据本发明实施例的电磁超声传感器控制装置的示意图；
图7是根据本发明实施例的电磁超声传感器控制装置中生成模块61的结构示意图；
图8是根据本发明实施例的电磁超声传感器控制装置中生成模块61中确定单元73的结构示意图；以及
图9是根据本发明优选实施例的电磁超声传感器控制装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述，下面对本发明实施例中出现的部分名词或者术语进行说明。
信噪比：又称讯噪比，是指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例。
双工器：将发射和接收讯号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作。
根据本发明实施例，提供了一种电磁超声传感器控制方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的电磁超声传感器控制方法的流程图，如图1所示，该电磁超声传感器控制方法包括如下步骤：
步骤S102，生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号。
步骤S104，在EMAT对被检测对象执行检测时，监测EMAT的工作主频是否发生偏移。
步骤S106，在监测到EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对激励信号进行调整，控制EMAT执行对被检测对象的检测。
通过上述步骤，可以生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号，在EMAT对被检测对象执行检测时，监测EMAT的工作主频是否发生偏移，在监测到EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对激励信号进行调整，控制EMAT执行对被检测对象的检测，实现了电磁超声检测系统可以跟随电磁超声传感器EMAT中心频率的变化而调整激励信号的目的，达到了提高电磁超声检测系统的检测效率以及检测精度，进而解决了相关技术中无法对激励信号进行自动调整，导致的检测可靠性和效率不高的技术问题，充分发挥了电磁超声传感器EMAT对被检测对象无需打磨材料表面、无需耦合剂、非接触检测、重复性好以及容易激发各种超声波的优点。
在上述步骤S102至步骤S106中，通过生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号，在EMAT对被检测对象执行检测时，监测EMAT的工作主频是否发生偏移，在监测到EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对激励信号进行调整，实现对EMAT对被检测对象的检测，有效减小或者消除了电磁超声传感器在受到温度、被检测材料、被检测材料的表面状况以及提离等因素的影响时，导致EMAT的等效电感以及电阻等参数发生变化，使得静态阻抗匹配网络失败，进而导致电磁超声传感器的工作主频发生偏移，对EMAT检测的影响。
需要说明的是，在对激励信号进行调整时，可以对激励信号的频率进行调整，也可以对激励信号的幅度进行调整，还可以同时对激励信号的频率和幅度同时进行调整。可以依据调整的策略灵活选择。
其中，在判断工作主频是否发生偏移时可以采用多种方式，例如，可以采用将获取的工作主频与一个预定标准的工作频率进行比对，判断相对于该标准的工作频率偏移的程度，依据偏移的程度确定工作主频是否发生偏移。又例如，也可以依据由于发生偏移而对其它传感器设备所带来的影响，比如，依据其它传感器设备的参数的变化大小，从而判断工作主频是否发生偏移。
生成对EMAT进行激励的激励信号可以采用多种方式，例如，为了使生成的对EMAT进行激励的激励信号更加精确，生成对EMAT进行激励的激励信号可以包括：接收EMAT在啁啾信号下对被检测对象执行检测时的回波信号；根据回波信号确定EMAT的工作主频；根据确定的工作主频生成对EMAT进行激励的激励信号。具体地，在利用EMAT对被检测对象进行检测时，电磁超声传感器会生成一宽带频带的线性啁啾信号激励EMAT，在被检测对象中产生的电磁超声波进行检测，并接收回波信号，然后对接收到的回波信号进行处理后，根据处理后的回波信号确定EMAT的工作主频fc，然后根据EMAT的工作主频生成频率为fc的实际激励信号，激励EMAT对被检测对象进行检测，在检测过程中实时检测EMAT工作主频是否发生偏移，在发生偏移的情况下，对EMAT的工作主频进行重新确定；在没有发生偏移的情况下，则继续进行检测。
需要说明的是，线性啁啾信号是指在一定时间范围内，频率随时间线性变化的信号，如图2所示，其中，图2是根据本发明实施例的线性啁啾信号的示意图。利用啁啾信号激励电磁超声传感器EMAT进行检测，可以在一次检测中获得一段宽频范围的响应，采集该响应信号后得到中心频率不同的调谐信号激励时的检测响应信号，通过分析这些响应信号，获取EMAT的中心频率(也即是，工作主频)。
其中，线性啁啾信号可以通过第一公式确定，第一公式为：其中，W(t)为窗函数，f0为起始频率，T为啁啾信号的持续时间，B为啁啾信号的频带宽度，/>为频率随时间的变化率。如图1为根据第一公式定义的一线性啁啾信号，起始频率f0＝1MHz，频带宽度B＝4MHz(频率范围为1～5MHz)，持续时间T＝10μs，W(t)为矩形窗，窗长10.5μs。
接下来，利用电磁超声传感器EMAT进行检测时，由信号源输出激励信号，经过功率放大器放大后输入传感器；经过电磁超声传感器EMAT与被检测对象实现电声转换，在被检测材料中耦合产生超声波；超声波遇到缺陷或者材料边界产生回波信号，回波信号由电磁超声传感器EMAT经过电声转换，被信号采集器接收，整个电磁超声检测系统的模型可以通过第二公式表示，其中，第二公式为：VR(ω)＝Vi(ω)tG(ω)tA(ω)tR(ω)，其中，Vi为输入信号，tG为电声转换过程的传递函数，tA为超声波在被检对象中的传递函数，tR为接收回波信号过程的传递函数，VR为检测信号。
另外，采用线性啁啾信号对电磁超声传感器EMAT进行激励时，检测到的响应信号可通过第三公式来表示，其中第三公式为：VR(ω)＝S(ω)tG(ω)tA(ω)tR(ω)，其中，S(ω)为线性啁啾信号，检测响应VR中包含了宽频带激励信号对应的检测信号，为了获取电磁超声传感器EMAT的工作主频，需要对该信号进行后处理分析，从宽频带检测信号中分解出窄频检测信号，然后对比分析各窄频段的检测信号，并确定EMAT的工作主频。即根据回波信号确定EMAT的工作主频可以包括：从回波信号中采集预定频带的宽频带检测信号；从采集的宽频带检测信号中分解出预定个数的窄频带检测信号；确定预定个数的窄频带检测信号中最优的窄频带检测信号对应的频率为EMAT的工作主频。
其中，确定EMAT的工作主频的方式包括多种，例如，可以采用以下方式来实现：
假设一个实际用于激励电磁超声传感器EMAT的窄频信号为SE(ω)，如图3所示，其中，图3是根据本发明实施例的窄频脉冲激励信号的示意图，窄频脉冲激励信号为汉宁窗调制正弦波，中心频率为3.5MHz，周期数为5。由于系统的传递函数tG(ω)tA(ω)tR(ω)不变，此时检测系统得到的响应信号可以通过第四公式来表示，其中，第四公式为：综合上述第三公式以及第四公式，依据线性啁啾信号S(ω)激励时电磁超声检测系统获取到的检测响应信号VR(ω)，可求解出线性啁啾信号频带范围内的任意一窄频信号激励时系统的响应，求解方法可以通过第五公式来确定，其中，第五公式为：/>在获取线性啁啾信号频带范围内对应的各窄频信号的系统响应后，对比分析各窄频信号的检测响应，确定响应信号最优的窄频段，即为电磁超声传感器EMAT的工作主频。
下面结合附图对本发明一个完整的实施例进行详细说明。
图4是根据本发明实施例的可选的电磁超声传感器控制方法的流程图，如图4所示，该可选的电磁超声传感器控制方法包括如下步骤：
步骤S401，开始检测。
步骤S402，线性啁啾信号激励电磁超声传感器EMAT。
步骤S403，电磁超声传感器EMAT接收回波信号。
步骤S404，基于接收到的回波信号获取电磁超声传感器EMAT的工作主频。
步骤S405，判断工作主频是否发生偏移。在是的情况下，返回到步骤S402，反之，执行步骤S406。
步骤S406，生成工作主频的激励信号。
步骤S407，利用生成工作主频的激励信号激励EMAT进行检测。
步骤S408，结束检测。
在本实施例中提供了一种电磁超声传感器控制设备，图5是根据本发明实施例的电磁超声传感器控制设备的示意图，如图5所示，该电磁超声传感器控制设备包括：激励装置51，EMAT主频监测装置53以及控制处理器55，下面对该电磁超声传感器控制设备进行详细说明。
激励装置51，用于在生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号。
EMAT主频监测装置53，与上述激励装置51连接，用于在EMAT对被检测对象执行检测时，监测EMAT的工作主频是否发生偏移。
控制处理器55，与上述EMAT主频监测装置53连接，用于在EMAT主频监测装置监测到EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对激励装置的激励信号进行调整，控制EMAT执行对被检测对象的检测。
可选地，该电磁超声传感器控制设备还包括：接收装置，用于接收EMAT在啁啾信号下对被检测对象执行检测时的回波信号；控制处理器，还用于根据接收装置接收的回波信号确定EMAT的工作主频，以及根据确定的工作主频控制激励装置生成对EMAT进行激励的激励信号。
可选地，接收装置包括：前置放大器，用于对回波信号进行前置放大；信号放大器，用于对经前置放大器放大后的信号再次进行放大；信号采集器，用于对经信号放大器放大后的信号进行采集。
可选地，激励装置包括：信号发生器，用于生成对EMAT进行激励的激励信号；功率放大器，用于对信号发生器的激励信号进行放大，得到放大后的激励信号。
基于上述电磁超声传感器控制设备，在本发明实施例中，还提供了一种电磁超声传感器控制系统，该系统包括：电磁超声传感器EMAT装置和上述任一项所述的EMAT控制设备，其中，EMAT装置包括：EMAT，被检测对象和用于匹配阻抗的阻抗匹配网络。其中，该阻抗匹配网络用于实现EMAT与EMAT外部阻抗的匹配。
在本优选实施例中，还提供了一种电磁超声传感器控制装置，需要说明的是，本申请实施例的电磁超声传感器控制装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于电磁超声传感器控制方法。以下对本申请实施例提供的电磁超声传感器控制装置进行介绍。
图6是根据本发明实施例的电磁超声传感器控制装置的示意图，如图6所示，该电磁超声传感器控制装置包括：生成模块61，监测模块63以及控制模块65。下面对该电磁超声传感器控制装置进行详细说明。
生成模块61，用于生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号。
监测模块63，与上述生成模块61连接，用于在EMAT对被检测对象执行检测时，监测EMAT的工作主频是否发生偏移。
控制模块65，与上述监测模块63连接，用于在监测到EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对激励信号进行调整，控制EMAT执行对被检测对象的检测。
本发明实施例提供的电磁超声传感器控制装置，通过生成模块61，用于生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号；监测模块63，与上述生成模块61连接，用于在EMAT对被检测对象执行检测时，监测EMAT的工作主频是否发生偏移；控制模块65，与上述监测模块63连接，用于在监测到EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对激励信号进行调整，控制EMAT执行对被检测对象的检测。有效减小或者消除了电磁超声传感器在受到温度、被检测材料、被检测材料的表面状况以及提离等因素的影响时，导致EMAT的等效电感以及电阻等参数发生变化，使得静态阻抗匹配网络失败，进而导致电磁超声传感器的工作主频发生偏移，对EMAT检测的影响。
图7是根据本发明实施例的电磁超声传感器控制装置中生成模块61的结构示意图，如图7所示，除图6所示的结构外，该生成模块61包括：接收单元71，确定单元73和生成单元75，下面对该生成模块61进行说明。
接收单元71，用于接收EMAT在啁啾信号下对被检测对象执行检测时的回波信号；确定单元73，连接至上述接收单元71，用于根据回波信号确定EMAT的工作主频；生成单元75，连接至上述确定单元73，用于根据确定的工作主频生成对EMAT进行激励的激励信号。
图8是根据本发明实施例的电磁超声传感器控制装置中生成模块61中确定单元73的结构示意图，如图8所示，除图7所示的结构外，该确定单元73包括：采集子单元81，分解子单元83和确定子单元85，下面对该确定单元73进行说明。
采集子单元81，用于从回波信号中采集预定频带的宽频带检测信号；分解子单元83，连接至上述采集子单元81，用于从采集的宽频带检测信号中分解出预定个数的窄频带检测信号；确定子单元85，连接至上述分解子单元83，用于确定预定个数的窄频带检测信号中最优的窄频带检测信号对应的频率为EMAT的工作主频。
下面对本发明实施例中一个完整的实施例进行详细说明。
图9是根据本发明优选实施例的电磁超声传感器控制装置的示意图，如图9所示，该电磁超声传感器控制装置包括，控制处理器、激励装置、双工器、接收装置、传感器部分以及EMAT，其中，激励装置可以包括信号发生器和功率放大器，信号发生器可以生成任意波形的激励信号(例如，线性啁啾信号)，这些激励信号经过功率放大器放大后激励电磁感应传感器；接收装置包括前置放大器、信号放大器以及信号采集器，用于接收检测信号；传感器部分包括电磁超声传感器EMAT、试件和阻抗匹配网络，用于对被检测对象执行检测；EMAT主频监测装置用于在传感器检测过程中实时检测EMAT工作主频的变化，并反馈到控制处理器进行处理；控制处理器控制EMAT激励和检测回波信号接收、处理传感器主频检测信号。
通过本发明实施例提供的一种电磁超声传感器控制设备，在电磁超声传感器EMAT检测过程中自动调整激励信号，保证电磁超声传感器EMAT在其中心频率下工作，以减小或消除传感器主频偏移对检测的影响。
由于，电磁超声传感器包括偏置磁场、高频线圈等，在工作时电磁超声传感器发射一定频率的激励信号到高频线圈，在偏置磁场作用下在被检测工件中产生超声波，进而实现电磁超声检测。电磁超声传感器因具有无需打磨材料表面、无需耦合剂、非接触检测、重复性好以及容易激发各种超声波等众多优点，而被广泛应用于在线测厚、高温检测、自动化检测等无损检测领域。
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种存储介质，述存储介质包括存储的程序，其中，程序运行时控制存储介质所在设备执行以下操作：生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号；在EMAT对被检测对象执行检测时，监测EMAT的工作主频是否发生偏移；在监测到EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对激励信号进行调整，控制EMAT执行对被检测对象的检测。
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行以下操作：生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号；在EMAT对被检测对象执行检测时，监测EMAT的工作主频是否发生偏移；在监测到EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对激励信号进行调整，控制EMAT执行对被检测对象的检测。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种电磁超声传感器控制设备，其特征在于，包括：
激励装置，用于生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号；
EMAT主频监测装置，用于在所述EMAT对被检测对象执行检测时，监测所述EMAT的工作主频是否发生偏移；
控制处理器，用于在所述EMAT主频监测装置监测到所述EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对所述激励装置的所述激励信号进行调整，控制所述EMAT执行对所述被检测对象的检测；
接收装置，用于接收所述EMAT在啁啾信号下对所述被检测对象执行检测时的回波信号；
所述控制处理器，还用于根据所述接收装置接收的所述回波信号确定所述EMAT的工作主频，以及根据确定的所述工作主频控制所述激励装置生成对所述EMAT进行激励的所述激励信号；
其中，根据所述回波信号确定所述EMAT的工作主频包括：
从所述回波信号中采集预定频带的宽频带检测信号；
从采集的所述宽频带检测信号中分解出预定个数的窄频带检测信号；
确定所述预定个数的窄频带检测信号中最优的窄频带检测信号对应的频率为所述EMAT的所述工作主频。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述接收装置包括：
前置放大器，用于对所述回波信号进行前置放大；
信号放大器，用于对经所述前置放大器放大后的信号再次进行放大；
信号采集器，用于对经所述信号放大器放大后的信号进行采集。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述激励装置包括：
信号发生器，用于生成对所述EMAT进行激励的激励信号；
功率放大器，用于对所述信号发生器的激励信号进行放大，得到放大后的所述激励信号。
4.一种电磁超声传感器控制系统，其特征在于，包括：电磁超声传感器EMAT装置和权利要求1至3中任一项所述的EMAT控制设备，其中，所述EMAT装置包括：EMAT，被检测对象和用于匹配阻抗的阻抗匹配网络。
5.一种电磁超声传感器控制方法，其特征在于，包括：
生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号；
在所述EMAT对被检测对象执行检测时，监测所述EMAT的工作主频是否发生偏移；
在监测到所述EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对所述激励信号进行调整，控制所述EMAT执行对所述被检测对象的检测；
其中，生成对所述EMAT进行激励的所述激励信号包括：
接收所述EMAT在啁啾信号下对所述被检测对象执行检测时的回波信号；
根据所述回波信号确定所述EMAT的工作主频；
根据确定的所述工作主频生成对所述EMAT进行激励的所述激励信号；
根据所述回波信号确定所述EMAT的所述工作主频包括：
从所述回波信号中采集预定频带的宽频带检测信号；
从采集的所述宽频带检测信号中分解出预定个数的窄频带检测信号；
确定所述预定个数的窄频带检测信号中最优的窄频带检测信号对应的频率为所述EMAT的所述工作主频。
6.一种电磁超声传感器控制装置，其特征在于，包括：
生成模块，用于生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号；
监测模块，用于在所述EMAT对被检测对象执行检测时，监测所述EMAT的工作主频是否发生偏移；
控制模块，用于在监测到所述EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对所述激励信号的频率和幅度同时进行调整，控制所述EMAT执行对所述被检测对象的检测；
其中，所述生成模块包括：
接收单元，用于接收所述EMAT在啁啾信号下对所述被检测对象执行检测时的回波信号；
确定单元，用于根据所述回波信号确定所述EMAT的工作主频；
生成单元，用于根据确定的所述工作主频生成对所述EMAT进行激励的所述激励信号；
所述确定单元包括：
采集子单元，用于从所述回波信号中采集预定频带的宽频带检测信号；
分解子单元，用于从采集的所述宽频带检测信号中分解出预定个数的窄频带检测信号；
确定子单元，用于确定所述预定个数的窄频带检测信号中最优的窄频带检测信号对应的频率为所述EMAT的所述工作主频。
7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行以下操作：
生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号；
在所述EMAT对被检测对象执行检测时，监测所述EMAT的工作主频是否发生偏移；
在监测到所述EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对所述激励信号进行调整，控制所述EMAT执行对所述被检测对象的检测；
其中，生成对所述EMAT进行激励的所述激励信号包括：
接收所述EMAT在啁啾信号下对所述被检测对象执行检测时的回波信号；
根据所述回波信号确定所述EMAT的工作主频；
根据确定的所述工作主频生成对所述EMAT进行激励的所述激励信号；
根据所述回波信号确定所述EMAT的所述工作主频包括：
从所述回波信号中采集预定频带的宽频带检测信号；
从采集的所述宽频带检测信号中分解出预定个数的窄频带检测信号；
确定所述预定个数的窄频带检测信号中最优的窄频带检测信号对应的频率为所述EMAT的所述工作主频。
8.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行以下操作：
生成对电磁超声传感器EMAT进行激励的激励信号；
在所述EMAT对被检测对象执行检测时，监测所述EMAT的工作主频是否发生偏移；
在监测到所述EMAT的工作主频发生偏移的情况下，对所述激励信号进行调整，控制所述EMAT执行对所述被检测对象的检测；
其中，生成对所述EMAT进行激励的所述激励信号包括：
接收所述EMAT在啁啾信号下对所述被检测对象执行检测时的回波信号；
根据所述回波信号确定所述EMAT的工作主频；
根据确定的所述工作主频生成对所述EMAT进行激励的所述激励信号；
根据所述回波信号确定所述EMAT的所述工作主频包括：
从所述回波信号中采集预定频带的宽频带检测信号；
从采集的所述宽频带检测信号中分解出预定个数的窄频带检测信号；
确定所述预定个数的窄频带检测信号中最优的窄频带检测信号对应的频率为所述EMAT的所述工作主频。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3634374A1 (de) * | 1986-10-09 | 1988-04-21 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und vorrichtung zum bestimmen der dicke eines bandfoermigen oder plattenfoermigen werkstueckes |
| JP2001208526A (ja) * | 2000-01-26 | 2001-08-03 | Takekazu Miya | 表面異質層の厚さ測定方法および装置 |
| CN202928994U (zh) * | 2012-11-22 | 2013-05-08 | 云南电网公司玉溪供电局 | 一种电磁超声传感器 |
| CN103412049A (zh) * | 2013-07-15 | 2013-11-27 | 清华大学 | 一种高温注汽管道缺陷监测方法 |
| CN103822972A (zh) * | 2014-02-18 | 2014-05-28 | 北京万东康源科技开发有限公司 | 一种超声波信号动态调整方法、装置及系统 |
| CN104198594A (zh) * | 2014-06-11 | 2014-12-10 | 北京工业大学 | 一种多主频组合的扭转模态电磁声阵列传感器 |
| CN104833725A (zh) * | 2015-05-11 | 2015-08-12 | 北京工业大学 | 用于炉管积碳层检测的非线性超声谐振谱方法 |
| CN207318423U (zh) * | 2017-07-10 | 2018-05-04 | 中国特种设备检测研究院 | 电磁超声传感器控制设备以及装置 |
-
2017
- 2017-07-10 CN CN201710556951.0A patent/CN109239205B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3634374A1 (de) * | 1986-10-09 | 1988-04-21 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und vorrichtung zum bestimmen der dicke eines bandfoermigen oder plattenfoermigen werkstueckes |
| JP2001208526A (ja) * | 2000-01-26 | 2001-08-03 | Takekazu Miya | 表面異質層の厚さ測定方法および装置 |
| CN202928994U (zh) * | 2012-11-22 | 2013-05-08 | 云南电网公司玉溪供电局 | 一种电磁超声传感器 |
| CN103412049A (zh) * | 2013-07-15 | 2013-11-27 | 清华大学 | 一种高温注汽管道缺陷监测方法 |
| CN103822972A (zh) * | 2014-02-18 | 2014-05-28 | 北京万东康源科技开发有限公司 | 一种超声波信号动态调整方法、装置及系统 |
| CN104198594A (zh) * | 2014-06-11 | 2014-12-10 | 北京工业大学 | 一种多主频组合的扭转模态电磁声阵列传感器 |
| CN104833725A (zh) * | 2015-05-11 | 2015-08-12 | 北京工业大学 | 用于炉管积碳层检测的非线性超声谐振谱方法 |
| CN207318423U (zh) * | 2017-07-10 | 2018-05-04 | 中国特种设备检测研究院 | 电磁超声传感器控制设备以及装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Non-destructive testing of stainless steel in high temperature using electromagnetic acoustic transducer;J. J. Zhou等;Materials Research Innovations;20151214;第19卷(第S10期);第291-294页 * |
| 电磁声实验平台的研制与实验研究;冷涛;李明轩;黄振俨;王小民;;声学学报(中文版)(第05期);第437-444页 * |
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