CN112505139B - 一种复合材料检测去除干扰信号的方法及检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种复合材料检测去除干扰信号的方法及检测装置,用于具有电磁性质层(11)的多层复合材料(1)的检测装置(2),通过引线(31)连接于检测分析仪器(3),检测装置(2)包括涡流检测传感器(21)、漏磁检测传感器(22)、和/或其它多个检测传感器,其特征在于将检测传感器进行编号排列,在每个检测传感器的激励信号之间设定频谱间距,以检测传感器的编号进行顺序的设定激励信号的频谱间距。实现充分保护有效信号,抑制加性干扰信号。
Description
技术领域
本发明涉及无损检测技术领域,具体涉及无损检测的传感器技术,特别是涉及一种复合材料检测去除干扰信号的方法及检测装置。
背景技术
近年来,随着现代科学技术的进步,特别是汽车工业、航空航天工业的飞速发展,新材料的研究、发展与应用一直是当代高新技术的重要内容之一。由于复合材料具有高强度、高模量重量比、耐高温、耐腐蚀、耐磨损以及吸噪性好、抗氧化、抗蠕变等性能,所以在新材料技术领域占有重要的地位。在航空航天领域的制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构等;汽车工业的制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件;化工、纺织和机械制造领域的化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等应用都非常广泛。复合材料包括金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。在复合材料的结构设计,材料鉴定,加工过程和构件检验等各个环节, 都需要采用先进的监察和检测技术,以提高复合材料的构件质量评定的准确性、可靠性和工作效率等,其检测技术优为重要。
复合材料的多层性,需要多种检测方法的参与。例如在涡流和漏磁复合探伤系统中,涡流通道用来拾取上表面缺陷的涡流信号,以辅助漏磁通道区分上下表面伤信号。但是,涡流线圈不仅能拾取上表面伤的涡流信号,还会拾取到下表面缺陷的漏磁信号,导致对上下表面缺陷判定困难。漏磁信号对于该系统中涡流通道而言是一个加性的干扰信号,而且检波后频谱高度重合。因此需要一种通用性强,充分保护有效信号,抑制加性干扰信号的方法。
针对以上缺点问题,本发明采用如下技术方案进行改善。
发明内容
本发明的目的提供一种复合材料检测去除干扰信号的方法及检测装置,公开的技术方案如下:
一种复合材料检测去除干扰信号的方法,用于具有电磁性质的多层复合材料检测方法,检测方法具有涡流检测和漏磁检测等的多个检测传感器装置实现,其特征在于每个检测传感器的激励信号之间设定频谱间距,具体制作方法步骤如下:
a.检测传感器排序:将多个检测传感器装置按照一定的顺序排列为E1~En和F1~Fn,编排不同信道连接于激励信号源;
b.频谱间距设定:对应步骤a中排序的各个检测传感器序号,设定激励信号具有一定频谱间距的各个信道,每个信道与各个检测传感器一一对应;
c.扫查检测:设定好的激励信号对被检测对象进行扫查检测,各个检测传感器按照激励信号频谱排序的顺序接收不同频谱检测波信号;
d. 检测信号滤波处理:每个检测传感器通过低通滤波器滤除其它频谱激励信号传感器的检测信号,每个检测传感器都仅留下本身发送的频谱激励信号反馈的检测信号;
f.数据分析处理:对检测数据进行序列对比分析处理,显示对应的检测结果。
其中所述的设定频谱间距步骤中,通过时序序列传送每个检测传感器的激励信号。
所述的激励信号频谱间距设定将相同类别的传感器设定为同一相同频谱的激励信号。
本发明还公开一种复合材料检测去除干扰信号的检测装置,用于具有电磁性质层(11)的多层复合材料(1)的检测装置(2),通过引线(31)连接于检测分析仪器(3),检测装置(2)包括涡流检测传感器(21) 、漏磁检测传感器22、和/或其它多个检测传感器,其特征在于将检测传感器进行编号排列,在每个检测传感器的激励信号之间设定频谱间距,以检测传感器的编号进行顺序的设定激励信号的频谱间距。
其中相同类别的检测传感器设置为相同频谱的激励信号,如涡流检测传感器E1~En设定为第一相同频谱的激励信号,漏磁检测传感器F1~Fn设定为第二相同频谱的激励信号,超声检测传感器C1~Cn设定为第三相同频谱的激励信号。
其中所述的每一类别的检测传感器设置为相同频谱间距的激励信号,不同类别的检测传感器设置为不同频谱间距的激励信号。
所述的激励信号频谱间距为按照检测传感器编号时序地顺序设定。
另外,本发明还公开一种复合材料检测去除干扰信号的检测系统,用于具有电磁性质层的多层复合材料的检测,检测系统(5)包括:
检测传感器顺序编号模块(51):用于对检测传感器分类编号,设定各检测传感器检测编号顺序;
激励信号发生器模块(52):包括激励信号频谱间距设定调节模块(521),用于设定每个检测传感器顺序排列编号的激励信号之间的频谱间距,以及调节检测传感器的编号进行顺序的激励信号的频率;
检测模块(53):用于采集各个检测传感器检测信号数据;
数据分析处理模块(54):包括检测信号滤波处理模块(541)和数据分析模块(542),用于滤除其它频谱激励信号传感器的检测信号,每个检测传感器都仅留下本身发送的频谱激励信号反馈的检测信号,进行信号数据分析处理。
其中,激励信号发生器模块(52)还包括频谱间距时序设定模块(522),用于按照检测传感器编号时序地顺序设定各个传感器的激励信号频率。
而且,激励信号发生器模块(52)还包括正弦电信号模块(523)、脉冲电信号模块(524),用于涡流检测传感器、漏磁检测传感器、超声检测传感器等不同类型传感器的检测激励信号发生器。
据以上技术方案,本发明具有以下有益效果:一、本发明检测传感器分类别各个编号设置,对每个检测传感器激励信号按照编号顺序设定的频谱间距的作为激励信号,实现每个检测传感器的检测信号可以依据各个检测传感器的激励信号频谱来过滤屏蔽其它检测传感器的激励信号,只留下本身发送激励信号反馈的检测信号,实现各传感器之间不相互干扰;二、相同类别的传感器设置为相同间距频谱的激励信号,可实现区分各类检测传感器装置的检测信号,而且滤波处理时可将相同类激励信号的检测信号设定为相互影响加强;三、本发明在涡流检测和漏磁检测复合探伤系统中,涡流通道用来拾取上表面伤的涡流信号,以辅助漏磁通道区分上下表面伤信号,因为涡流线圈不仅能拾取上表面伤的涡流信号,还会拾取到下表面伤的漏磁信号,导致对上下表面伤判定困难,漏磁信号对于该系统中涡流通道而言是一个加性的干扰信号,而且检波后频谱高度重合,因此本发明激励信号的频谱间距时序的设置,实现充分保护有效信号,抑制加性干扰信号。
附图说明
图1为本发明最佳实施例的检测流程方法示意图;
图2为本发明最佳实施例的检测装置示意图;
图3为本发明最佳实施例的检测系统示意图;
图4为本发明最佳实施例的检测系统电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式,对本发明做进一步说明。
如图1中流程图所示,一种复合材料检测去除干扰信号的方法,用于具有电磁性质的多层复合材料检测方法,检测方法具有涡流检测和漏磁检测等的多个检测传感器装置实现,其特征在于每个检测传感器的激励信号之间设定频谱间距,具体制作方法步骤如下:
a.检测传感器排序:将多个检测传感器装置按照一定的顺序排列为E1~En和F1~Fn,编排不同信道连接于激励信号源;
b.频谱间距设定:对应步骤a中排序的各个检测传感器序号,设定激励信号具有一定频谱间距的各个信道,每个信道与各个检测传感器一一对应;
c.扫查检测:设定好的激励信号对被检测对象进行扫查检测,各个检测传感器按照激励信号频谱排序的顺序接收不同频谱检测波信号;
d. 检测信号滤波处理:每个检测传感器通过低通滤波器滤除其它频谱激励信号传感器的检测信号,每个检测传感器都仅留下本身发送的频谱激励信号反馈的检测信号;
f.数据分析处理:对检测数据进行序列对比分析处理,显示对应的检测结果。
其中所述的设定频谱间距步骤中,通过时序序列传送每个检测传感器的激励信号。
所述的激励信号频谱间距设定将相同类别的传感器设定为同一相同频谱的激励信号。
如图2所示,本发明还公开一种复合材料检测去除干扰信号的检测装置,用于具有电磁性质层11的多层复合材料1的检测装置2,通过引线31连接于检测分析仪器3,检测装置2包括涡流检测传感器21、漏磁检测传感器22、和/或其它多个检测传感器,如超声检测传感器等,其特征在于将检测传感器进行编号排列,在每个检测传感器的激励信号之间设定频谱间距,以检测传感器的编号进行顺序的设定激励信号的频谱间距。
其中相同类别的检测传感器设置为相同频谱的激励信号,如涡流检测传感器E1~En设定为第一相同频谱的激励信号,漏磁检测传感器F1~Fn设定为第二相同频谱的激励信号,超声检测传感器C1~Cn设定为第三相同频谱的激励信号。
其中所述的每一类别的检测传感器设置为相同频谱间距的激励信号,不同类别的检测传感器设置为不同频谱间距的激励信号。
所述的激励信号频谱间距为按照检测传感器编号时序地顺序设定。
为了分离干扰信号,按照时序给涡流原始激励信号添加相位调制:
接收端检波的同时去除相位调制:
第3项为:
第4项为:
第3项和第4项相当于分别使用初始相位不同的正弦波进行检波,其检波结果的矢量和相当于激励信号矢量和的检波结果。
激励信号矢量和为:
即:
相当于使用同频不同初始相位的信号检波,结果存在着相位和增益上的差异,存在常数a与φ,使得:
增益差异与相位旋转对于涡流探伤是允许的。可以看到,加了相位调制后,有效信号频谱区间保持不变。
加性干扰信号分量:
根据傅里叶变换频移特性:
通过设置一个低通滤波器,可以滤除⑥和⑦。
综上所述,通过添加相位调制,可以在不改变检波信号有效性及频谱范围(固定的增益变化及相位旋转不影响检测结果)的前提下,定制干扰信号的频谱搬移量,达到频谱分离,实现最优的低通滤波去噪效果。
另外,如图3所示,本发明还公开一种复合材料检测去除干扰信号的检测系统,用于具有电磁性质层的多层复合材料的检测,检测系统5包括:
检测传感器顺序编号模块51:用于对检测传感器分类编号,设定各检测传感器检测编号顺序;
激励信号发生器模块52:包括激励信号频谱间距设定调节模块521,用于设定每个检测传感器顺序排列编号的激励信号之间的频谱间距,以及调节检测传感器的编号进行顺序的激励信号的频率;
检测模块53:用于采集各个检测传感器检测信号数据;
数据分析处理模块54:包括检测信号滤波处理模块541和数据分析模块542,用于滤除其它频谱激励信号传感器的检测信号,每个检测传感器都仅留下本身发送的频谱激励信号反馈的检测信号,进行信号数据分析处理。
其中,激励信号发生器模块52还包括频谱间距时序设定模块522,用于按照检测传感器编号时序地顺序设定各个传感器的激励信号频率。
而且,激励信号发生器模块52还包括正弦电信号模块523、脉冲电信号模块524,用于涡流检测传感器、漏磁检测传感器、超声检测传感器等不同类型传感器的检测激励信号发生器。
另外,如图4所示,本发明检测系统电路结构4,包括电源41,信号发生器42,频谱调节仪43和激励信号分配器44连接于多种检测传感器装置45,检测信号输出连接于信号放大器46,经检测信号滤波仪器47连接于数据处理分析仪器48。
以上为本发明的其中一种实施方式。此外,需要说明的是,凡依本专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化,均包括于本专利的保护范围内。
Claims (4)
1.一种复合材料检测去除干扰信号的方法,用于具有电磁性质的多层复合材料检测方法,检测方法采用涡流检测和漏磁检测的多个检测传感器装置实现,其特征在于每个检测传感器的激励信号设定频谱间距,具体方法步骤如下:
a.检测传感器排序:将多个检测传感器装置按照一定的顺序排列,编排不同信道连接于激励信号源;
b.频谱间距设定:对应步骤a中排序的各个检测传感器序号,设定激励信号具有一定频谱间距的各个信道,每个信道与各个检测传感器一一对应,其中,每一类别的检测传感器设置为相同频谱间距的激励信号,不同类别的检测传感器设置为不同频谱间距的激励信号;
c.扫查检测:检测传感器装置采用设定好的激励信号和频谱间距对被检测对象进行扫查检测,各个检测传感器按照激励信号频谱排序的顺序接收不同频谱检测信号;
d. 检测信号滤波处理:每个检测传感器通过低通滤波器滤除其它频谱激励信号传感器的检测信号,每个检测传感器都仅留下与本身发送的相同频谱间距的激励信号反馈的检测信号;
f.数据分析处理:对检测数据进行分析处理,显示对应的检测结果。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料检测去除干扰信号的方法,其特征在于设定频谱间距步骤中,通过时序序列传送每个检测传感器的激励信号。
3.一种复合材料检测去除干扰信号的检测系统,用于具有电磁性质层的多层复合材料的检测,检测系统(5)包括:
检测传感器顺序编号模块(51):用于对检测传感器分类编号,设定各检测传感器检测编号顺序;
激励信号发生器模块(52):包括激励信号频谱间距设定调节模块(521),用于设定每个检测传感器的激励信号的频谱间距,其中,每一类别的检测传感器设置为相同频谱间距的激励信号,不同类别的检测传感器设置为不同频谱间距的激励信号;以及,所述的激励信号发生器模块(52)还包括频谱间距时序设定模块(522),用于按照检测传感器编号时序地顺序设定各个传感器的激励信号频率;
检测模块(53):用于采集各个检测传感器检测信号数据;
数据分析处理模块(54):包括检测信号滤波处理模块(541)和数据分析模块(542),用于滤除其它频谱激励信号传感器的检测信号,每个检测传感器都仅留下本身发送的频谱激励信号反馈的检测信号,进行信号数据分析处理。
4.根据权利要求3所述的一种复合材料检测去除干扰信号的检测系统,其特征在于所述的激励信号发生器模块(52)还包括正弦电信号模块(523)、脉冲电信号模块(524),用于涡流检测传感器、漏磁检测传感器、超声检测传感器的激励信号的发生。
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