CN114577894B - 磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法及系统 - Google Patents

磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法及系统，本发明方法包括向探头线圈产生激励信号使得被测件的磁性金属底材中产生涡流；通过探头线圈贴近被测件表面拾取涡流对应的频率信号；判断频率信号的频率大于预设的第一阈值是否成立，若成立则判定磁性金属底材与非导电涂层间有含非磁性金属的夹层。本发明可实现磁性金属底材(例如铁、钴、镍等金属单质或合金)与非导电涂层(例如非导电的保护层或绝缘涂层，如珐琅、橡胶、油漆、塑料等材质)间是否含非磁性金属(磁性金属以外的其他金属，例铜、铝、锌、锡等)的夹层的无损检测，具有检测准确度高、不损坏被测件、检测速度快的优点。

Description

磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法及系统
技术领域
本发明涉及磁性金属底材的表层结构检测技术，具体涉及一种磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法及系统。
背景技术
镀锌钢材由于表面镀锌可防锈、起到保护层的作用，目前在工业、城市建设以及家用建材上得到了广泛的应用。对于不含有油漆涂层的镀锌钢材而言，可通过肉眼以及仪器分辨是否含有镀锌层以及镀锌层的厚度。但是，对于含有油漆涂层的镀锌钢材而言，目前缺少无损检测是否含有镀锌层的方法，因此具体如何实现镀锌钢材是否含有镀锌层的无损检测，已成为一项亟待解决的关键技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法及系统，本发明可实现磁性金属底材(例如铁、钴、镍)与非导电涂层(例如油漆保护层或绝缘涂层)间是否含非磁性金属(铁、钴、镍以外的其他金属，例如锌等)的夹层的无损检测，具有检测准确度高、不损坏被测件、检测速度快的优点。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法，包括：
1)向探头线圈产生激励信号使得被测件的磁性金属底材中产生涡流；
2)通过探头线圈贴近被测件表面拾取涡流对应的频率信号；
3)判断频率信号的频率大于预设的第一阈值是否成立，若成立则判定磁性金属底材与非导电涂层间有含非磁性金属的夹层。
可选地，所述含非磁性金属的夹层为非磁性金属电镀层。
可选地，所述含非磁性金属的夹层为掺杂有非磁性金属颗粒的夹层。
可选地，步骤2)之后、步骤3)之前还包括判断频率信号的频率小于预设的第二阈值是否成立，若频率信号的频率小于预设的第二阈值成立，则判定磁性金属底材与非导电涂层间有掺杂有磁性金属颗粒的夹层，若频率信号的频率小于预设的第二阈值不成立，则跳转执行步骤3)；步骤3)中还包括在频率信号的频率大于预设的第一阈值不成立时判定磁性金属底材与非导电涂层间无含金属夹层。
可选地，步骤1)之前还包括：
S1)向探头线圈产生用于在被测件的金属底材中产生磁场的正弦波激励信号；
S2)通过磁场传感器贴近被测件表面拾取磁场对应的电压幅值信号；
S3)判断电压幅值信号大于或等于预设的第三阈值是否成立，若成立则判定被测件的金属底材为磁性金属底材，跳转步骤1)；否则判定被测件的金属底材为非磁性金属底材。
可选地，所述判定磁性金属底材与非导电涂层间有含非磁性金属的夹层之后还包括根据电压幅值信号换算得到厚度检测结果的步骤，且所述厚度检测结果是指非导电涂层、含非磁性金属的夹层两者的厚度；所述判定磁性金属底材与非导电涂层间有掺杂有磁性金属颗粒的夹层之后还包括根据电压幅值信号换算得到厚度检测结果的步骤，且所述厚度检测结果是指掺杂有磁性金属颗粒的夹层干扰后的不准确的非导电涂层厚度；所述判定磁性金属底材与非导电涂层间无含金属夹层之后还包括根据电压幅值信号换算得到厚度检测结果的步骤，且所述厚度检测结果是指非导电涂层的厚度；所述根据电压幅值信号换算得到厚度检测结果包括据电压幅值信号的电压查询预设的电压幅值信号-涂层厚度映射表，从而得到算被测件的非磁性涂层厚度；所述电压幅值信号-涂层厚度映射表中包含电压幅值信号的幅值、非磁性涂层厚度之间的映射关系。
可选地，步骤S3)中判定被测件的金属底材为非磁性金属底材之后还包括：向探头线圈产生激励信号使得被测件的非磁性金属底材中产生涡流，通过探头线圈贴近被测件表面拾取涡流对应的频率信号，判断频率信号的频率大于或等于预设的第四阈值是否成立，若成立则根据频率信号计算被测件的非导电涂层厚度。
可选地，所述根据频率信号计算被测件的非导电涂层厚度包括：根据检测得到的频率信号的频率查询预设的频率信号-涂层厚度映射表，从而得到算被测件的非导电涂层厚度；所述频率信号-涂层厚度映射表中包含频率信号的频率、非导电涂层厚度之间的映射关系。
此外，本发明还提供一种磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别系统，包括相互连接的微处理器和存储器，该微处理器被编程或配置以执行所述磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法的步骤。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，该计算机程序用于被计算机设备执行以实施所述磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法的步骤。
和现有技术相比，本发明具有下述优点：本发明方法包括向探头线圈产生激励信号使得被测件的磁性金属底材中产生涡流；通过探头线圈贴近被测件表面拾取涡流对应的频率信号；判断频率信号的频率大于预设的第一阈值是否成立，若成立则判定磁性金属底材与非导电涂层间有含非磁性金属的夹层。本发明可实现磁性金属底材(例如铁、钴、镍)与非导电涂层(例如油漆保护层或绝缘涂层)间是否含非磁性金属(铁、钴、镍以外的其他金属，例如锌等)的夹层的无损检测，具有检测准确度高、不损坏被测件、检测速度快的优点。
附图说明
图1为本发明实施例一方法的流程示意图。
图2为本发明实施例二方法的流程示意图。
具体实施方式
实施例一：
如图1所示，本实施例磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法包括：
1)向探头线圈产生激励信号使得被测件的磁性金属底材中产生涡流；
2)通过探头线圈贴近被测件表面拾取涡流对应的频率信号；
3)判断频率信号的频率大于预设的第一阈值是否成立，若成立则判定磁性金属底材与非导电涂层间有含非磁性金属的夹层。一般而言，涡流对应的频率信号的频率正常范围是在无穷远(630K)和非磁性基体零位(700K)之间，本实施例中取磁性基体零位值为660K，本实施例中第一阈值为磁性基体零位值加一个小值，例如本实施例中第一阈值取值为670K。
本发明方法包括向探头线圈产生激励信号使得被测件的磁性金属底材中产生涡流；通过探头线圈贴近被测件表面拾取涡流对应的频率信号；判断频率信号的频率大于预设的第一阈值是否成立，若成立则判定磁性金属底材与非导电涂层间有含非磁性金属的夹层。本发明可实现磁性金属底材(例如铁、钴、镍等金属单质或合金)与非导电涂层(例如非导电的保护层或绝缘涂层，如珐琅、橡胶、油漆、塑料等材质)间是否含非磁性金属(磁性金属以外的其他金属，例铜、铝、锌、锡等金属单质或合金)的夹层的无损检测，具有检测准确度高、不损坏被测件、检测速度快的优点。其中，含非磁性金属的夹层为非磁性金属电镀层或掺杂有非磁性金属颗粒的夹层(例如掺杂有锌颗粒的保护涂层)。
实施例二：
本实施例为对实施例一的进一步改进和扩展。考虑到某些情况下需要实现对磁性金属底材变形、破损的检测，而磁性金属底材变形、破损往往可以通过掺杂有磁性金属颗粒的夹层(例如带有铁粉颗粒的腻子等)进行修复，并且位于磁性金属底材与非导电涂层间难以被识别。为了实现对采用掺杂有磁性金属颗粒的夹层(例如带有铁粉颗粒的腻子等)的修复的磁性金属底材变形、破损检测，参见图2，本实施例中步骤2)之后、步骤3)之前还包括判断频率信号的频率小于预设的第二阈值是否成立，若频率信号的频率小于预设的第二阈值成立，则判定磁性金属底材与非导电涂层间有掺杂有磁性金属颗粒的夹层，若频率信号的频率小于预设的第二阈值不成立，则跳转执行步骤3)；步骤3)中还包括在频率信号的频率大于预设的第一阈值不成立时判定磁性金属底材与非导电涂层间无含金属夹层。一般而言，涡流对应的频率信号的频率正常范围是在无穷远630K和非磁性基体零位700K之间，本实施例中第二阈值为磁性基体无穷远值(630K)加一个小值，例如本实施例中第二阈值为635K。
由于本实施例方法针对的是磁性金属底材，为了进一步实现磁性金属底材和非磁性金属底材的自动识别，参见图2，本实施例步骤1)之前还包括：
S1)向探头线圈产生用于在被测件的金属底材中产生磁场的正弦波激励信号；
S2)通过磁场传感器贴近被测件表面拾取磁场对应的电压幅值信号；
S3)判断电压幅值信号大于或等于预设的第三阈值是否成立，若成立则判定被测件的金属底材为磁性金属底材，跳转步骤1)；否则判定被测件的金属底材为非磁性金属底材，其中第三阈值可根据经验进行设置。
参见图2，为了进一步实现对磁性金属底材的表层结构的量化检测：
本实施例中判定磁性金属底材与非导电涂层间有含非磁性金属的夹层之后还包括根据电压幅值信号换算得到厚度检测结果的步骤，且所述厚度检测结果是指非导电涂层、含非磁性金属的夹层两者的厚度；
判定磁性金属底材与非导电涂层间有掺杂有磁性金属颗粒的夹层之后还包括根据电压幅值信号换算得到厚度检测结果的步骤，且所述厚度检测结果是指掺杂有磁性金属颗粒的夹层干扰后的不准确的非导电涂层厚度；
判定磁性金属底材与非导电涂层间无含金属夹层之后还包括根据电压幅值信号换算得到厚度检测结果的步骤，且所述厚度检测结果是指非导电涂层的厚度；
其中，根据电压幅值信号换算得到厚度检测结果包括据电压幅值信号的电压查询预设的电压幅值信号-涂层厚度映射表，从而得到算被测件的非磁性涂层厚度；所述电压幅值信号-涂层厚度映射表中包含电压幅值信号的幅值、非磁性涂层厚度之间的映射关系。
参见图2，为了进一步实现对非磁性金属底材的表层结构的量化检测，本实施例中步骤S3)中判定被测件的金属底材为非磁性金属底材之后还包括：向探头线圈产生激励信号使得被测件的非磁性金属底材中产生涡流，通过探头线圈贴近被测件表面拾取涡流对应的频率信号，判断频率信号的频率大于或等于预设的第四阈值是否成立，若成立则根据频率信号计算被测件的非导电涂层厚度，其中第四阈值可根据经验进行设置。通过上述方法可检测出非磁性金属底材表面的非导电涂层厚度，例如铝底材表面的油漆厚度等。
其中，根据频率信号计算被测件的非导电涂层厚度包括：根据检测得到的频率信号的频率查询预设的频率信号-涂层厚度映射表，从而得到算被测件的非导电涂层厚度；所述频率信号-涂层厚度映射表中包含频率信号的频率、非导电涂层厚度之间的映射关系。
此外，本实施例还提供一种磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别系统，包括相互连接的微处理器和存储器，该微处理器被编程或配置以执行前述磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法的步骤。
此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，该计算机程序用于被计算机设备执行以实施前述磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法，其特征在于，包括：
1）向探头线圈产生激励信号使得被测件的磁性金属底材中产生涡流；
2）通过探头线圈贴近被测件表面拾取涡流对应的频率信号；判断频率信号的频率小于预设的第二阈值是否成立，若频率信号的频率小于预设的第二阈值成立，则判定磁性金属底材与非导电涂层间有掺杂有磁性金属颗粒的夹层，若频率信号的频率小于预设的第二阈值不成立，则跳转执行步骤3）；
3）判断频率信号的频率大于预设的第一阈值是否成立，若成立则判定磁性金属底材与非导电涂层间有含非磁性金属的夹层，若不成立则判定磁性金属底材与非导电涂层间无含金属夹层；
步骤1）之前还包括：
S1）向探头线圈产生用于在被测件的金属底材中产生磁场的正弦波激励信号；
S2）通过磁场传感器贴近被测件表面拾取磁场对应的电压幅值信号；
S3）判断电压幅值信号大于或等于预设的第三阈值是否成立，若成立则判定被测件的金属底材为磁性金属底材，跳转步骤1）；否则判定被测件的金属底材为非磁性金属底材；
步骤S3）中判定被测件的金属底材为非磁性金属底材之后还包括：向探头线圈产生激励信号使得被测件的非磁性金属底材中产生涡流，通过探头线圈贴近被测件表面拾取涡流对应的频率信号，判断频率信号的频率大于或等于预设的第四阈值是否成立，若成立则根据频率信号计算被测件的非导电涂层厚度。
2.根据权利要求1所述的磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法，其特征在于，所述含非磁性金属的夹层为非磁性金属电镀层。
3.根据权利要求1所述的磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法，其特征在于，所述含非磁性金属的夹层为掺杂有非磁性金属颗粒的夹层。
4.根据权利要求1所述的磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法，其特征在于，所述判定磁性金属底材与非导电涂层间有含非磁性金属的夹层之后还包括根据电压幅值信号换算得到厚度检测结果的步骤，且所述厚度检测结果是指非导电涂层、含非磁性金属的夹层两者的厚度；所述判定磁性金属底材与非导电涂层间有掺杂有磁性金属颗粒的夹层之后还包括根据电压幅值信号换算得到厚度检测结果的步骤，且所述厚度检测结果是指掺杂有磁性金属颗粒的夹层干扰后的不准确的非导电涂层厚度；所述判定磁性金属底材与非导电涂层间无含金属夹层之后还包括根据电压幅值信号换算得到厚度检测结果的步骤，且所述厚度检测结果是指非导电涂层的厚度；所述根据电压幅值信号换算得到厚度检测结果包括据电压幅值信号的电压查询预设的电压幅值信号-涂层厚度映射表，从而得到算被测件的非磁性涂层厚度；所述电压幅值信号-涂层厚度映射表中包含电压幅值信号的幅值、非磁性涂层厚度之间的映射关系。
5.根据权利要求1所述的磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法，其特征在于，所述根据频率信号计算被测件的非导电涂层厚度包括：根据检测得到的频率信号的频率查询预设的频率信号-涂层厚度映射表，从而得到算被测件的非导电涂层厚度；所述频率信号-涂层厚度映射表中包含频率信号的频率、非导电涂层厚度之间的映射关系。
6.一种磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别系统，包括相互连接的微处理器和存储器，其特征在于，该微处理器被编程或配置以执行权利要求1～5中任意一项所述磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，该计算机程序用于被计算机设备执行以实施权利要求1～5中任意一项所述磁性金属底材与非导电涂层间的含金属夹层识别方法的步骤。
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