CN2682415Y

CN2682415Y - 金属磁记忆智能检测仪

Info

Publication number: CN2682415Y
Application number: CN 200420004520
Authority: CN
Inventors: 韩兴
Original assignee: Jianghan Machinery Research Institute Research Institute Of Science And Technology Cnpc; China National Petroleum Corp
Current assignee: Jianghan Machinery Research Institute Research Institute Of Science And Technology Cnpc; China National Petroleum Corp
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2014-02-19

Abstract

一种工业生产装备上使用的金属磁记忆智能检测仪，包括磁性传感器阵列1、信号调理电路2、A/D转换模块3、计算机5，磁性传感器阵列1上的探头信号通过信号调理电路2、A/D转换模块3转换后送入计算机接口4，计算机5、键盘7、显示器8、打印机6依次连接，由相互垂直的两个或三个磁性传感器成组组成检测阵列，从而能同时检测磁场的切向分量和法向分量，其外壳由低磁导率材料构成，以抑制环境噪声干扰，同时，提高了检测的灵敏度，切向分量磁性传感器多通道并联连接，法向分量磁性传感器串联连接。

Description

金属磁记忆智能检测仪

涉及领域

本实用新型涉及一种工业生产装备上使用的铁磁性金属构件无损检测仪器，具体地说，是金属磁记忆智能检测仪。

背景技术

由于工业生产装备多种多样，尤其是野外生产装备，工作条件恶劣，工作负荷大，容易发生因设备使用过程中产生的缺陷所导致的生产事故，造成财产和人员损失。传统无损检测方法(如：超声、射线、漏磁、涡流等)只能检测出设备或构件已经产生的宏观缺陷(如裂纹、腐蚀坑、夹杂、穿孔等)，而不能预测设备或构件是否有产生缺陷的趋势或早期损伤。为了解决这个问题，需要理论创新，和开发新型仪器设备。

目前已有的磁记忆检测仪器，都是利用检测磁场的法向分量Hp(y)来对构件进行评估，且检测仪器复杂，检测仪器复杂，检测数据还需要人工从仪器中下载到计算机中，数据传输速度慢，仪器存储数据少。

技术内容

本实用新型的目的在于提供一种数据传输速度快，仪器存储数据多，同时检测磁场的切向分量Hp(x)和法向分量Hp(y)，从而使检测更准确的金属磁记忆智能检测仪。

本实用新型实施是这样实现的：包括磁性传感器阵列1、信号调理电路2、A/D转换模块3、计算机接口4、计算机5、打印机6、键盘7、显示器8，磁性传感器阵列1上的探头信号通过信号调理电路2、A/D转换模块3转换后送入计算机接口4，计算机5、键盘7、显示器8、打印机6依次连接。

本实用新型还采用如下技术方案：

计算机5或者使用DSP系统或单片机系统9。

磁性传感器阵列1上探头由壳体11、集成霍尔元件12、聚磁元件13、电缆15组成，壳体11内的端部分别设有聚磁元件13、集成霍尔元件12，壳体11内置电缆15。

集成霍尔元件12中II号集成霍尔元件检测磁场切向分量，I号集成霍尔元件检测磁场法向分量。其中Vcc为输入电源，①、②为输出信号。

集成霍尔元件12中III号集成霍尔元件检测磁场切向分量，I号和II号集成霍尔元件检测磁场法向分量。其中Vcc为输入电源，①、②为输出信号。

本实用新型的的优点在于，由相互垂直的两个或三个磁性传感器成组组成检测阵列，从而能同时检测磁场的切向分量和法向分量，其外壳由低磁导率材料构成，以抑制环境噪声干扰。同时，为了提高检测的灵敏度，在探头中设置了高磁导率的聚磁元件。切向分量磁性传感器多通道并联连接，法向分量磁性传感器串联连接。

附图说明

附图1：本实用新型技术实现方案原理框图之一；

附图2：本实用新型技术实现方案原理框图之二；

附图3：本实用新型探头结构示意图；

附图4：本实用新型集成霍尔元件连接方法之一；

附图5：本实用新型集成霍尔元件连接方法之二；

附图6：信号调理电路图

具体实施

如图1所示，由磁性传感器阵列1、信号调理电路2、A/D转换模块3、计算机接口4、计算机5、打印机6、键盘7、显示器8组成，磁性传感器阵列1上的探头信号通过信号调理电路2、A/D转换模块3送入计算机接口4，计算机5、键盘7、显示器8、打印机6依次连接。

如附图2所示，本实用新型实施技术方案之二(即掌上型智能磁记忆检测仪)，由磁性传感器阵列1、信号调理电路2、A/D转换模块3、接口4、DSP系统或单片机系统9、键盘7、显示器8组成。

这两种技术实施方案的差别在于数字信号处理依赖的硬件不同，仪器的信号采集部分相同，所以仪器的信号处理，存储，显示方式有所区别。从而形成两种类型的智能仪器。方案一称为全功能智能型磁记忆检测仪，方案二称为掌上智能型磁记忆检测仪。掌上智能型磁记忆检测仪可用于对被测对象的快速检测，全功能智能型磁记忆检测仪可用于对重点部位的详细检测和分析。

附图3为探头的示意头，探头由壳体11、集成霍尔元件12、聚磁元件13、电缆15组成。壳体11由低磁导率铝及其合金或铜及其合金材料制成，以降低外界噪声干扰；聚磁元件13由纯铁或低碳钢制成，以提高信噪比。

附图4为探头中，集成霍尔元12件的连接方式，其中II号集成霍尔元件检测磁场切向分量，I号集成霍尔元件检测磁场法向分量。其中Vcc为输入电源，(1)(2)为输出信号。

附图5为探头，集成霍尔元件12的另一种连接方式，其中III号集成霍尔元件检测磁场切向分量，I号和II号集成霍尔元件检测磁场法向分量。其中Vcc为输入电源，(1)(2)为输出信号。

如附图6，信号处理电路中，U7A-U8A为一级运算放大器，对来自传感器的信号进行同向放大。R1为增益调节电阻，调节一级输出增益。电容C1-C8改善一级动态输出性能，C9-C18滤波电容，对输入信号进行滤波。U3A-U6A为二级运算放大器，对一级输出信号再次进行放大。R2与R4、R6、R8、R10、R12、R14、R16、R18为增益调节电阻，调节二级输出增益，R5、R7、R9、R11、R13、R15、R17、R19限流电阻，调节电路中各通道电路大小。

金属磁记忆智能检测仪由磁性传感器(集成霍尔元件、磁阻元件、或磁敏二极管)陈列、信号调理电路、AD转换模块、计算机接口(并口、串口或者USB接口)和计算机(笔记本电脑、掌上电脑或台式机)系统(或者DSP系统、单片机系统加上人机接口和显示系统)组成。磁性传感器将其检测到的磁场信号，经信号调理电路调理(放大、滤波和整形)，送A/D转换器转换成数字信号，通过计算机接口送到计算机中，计算机经过分析处理，将检测结果实时显示在计算机显示器上。检测数据同时保存在计算机中，还可以对其进行进一步分析处理。A/D转换后的数字信号，也可以通过接口送到DSP系统或者单片机系统中进行处理，将检测结果显示在计算机显示器上。这样构成的系统称为掌上型磁记忆磁记忆智能检测仪，它不保存检测数据，只实时显示检测结果信息。

由于采用了以上技术措施，利用了铁磁性材料的磁记忆效应，本实用新型在检测时，不需要对被测表面进行清理，对被测体表面形状无任何特殊要求，不存在检测盲区。且仪器体积小，重量轻，操作使用方便灵活。

本实用新型就是利用了最新无损检测及诊断技术-金属磁记忆技术的基本原理。该原理是俄罗斯科学家于一九九七年在美国旧金山第50届国际焊接学术会议上首次提出，并立即得到国际社会的普遍承认。其基本原理是：铁磁体金属构件在地磁和自发磁化作用下，自身存在一定的磁场，磁场的切向分量Hp(x)具有最大值，法向分量Hp(y)改变符号且具有零值。

Claims

1.金属磁记忆智能检测仪，包括磁性传感器阵列(1)、信号调理电路(2)、A/D转换模块(3)、计算机接口(4)、计算机(5)、打印机(6)、键盘(7)、显示器(8)，其特征在于：磁性传感器阵列(1)上的探头信号通过信号调理电路(2)、A/D转换模块(3)转换后送入计算机接口(4)，计算机(5)、键盘(7)、显示器(8)、打印机(6)依次连接。

2.根据权利要求1所述的金属磁记忆智能检测仪，其特征在于：或者使用DSP系统或单片机系统(9)代替计算机(5)。

3.根据权利要求1所述的金属磁记忆智能检测仪，其特征在于：磁性传感器阵列(1)上探头由壳体(11)、集成霍尔元件(12)、聚磁元件(13)、电缆(15)组成，壳体(11)内的端部分别设有聚磁元件(13)、集成霍尔元件(12)，壳体(11)内置电缆(15)。

4.根据权利要求1所述的金属磁记忆智能检测仪，其特征在于：集成霍尔元件(12)中II号集成霍尔元件检测磁场切向分量，I号集成霍尔元件检测磁场法向分量。其中Vcc为输入电源，①、②为输出信号。

5.根据权利要求1所述的金属磁记忆智能检测仪，其特征在于：集成霍尔元件(12)中III号集成霍尔元件检测磁场切向分量，I号和II号集成霍尔元件检测磁场法向分量。其中Vcc为输入电源，①、②为输出信号。