[發明專利]一種消除電子擺振的渦流位移檢測方法及其裝置

無效

• 申請號: 201010268977.3
• 申請日: 2010-08-31
• 公開（公告）號: CN101975543A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 于亞婷;杜平安
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周永宏

1.一種消除電子擺振的渦流位移檢測方法，其特征在于，包括：

步驟1.產生固定頻率的正弦激勵信號：通過信號發生模塊產生正弦激勵信號并將其輸入渦流探頭線圈模塊；

步驟2.磁化被測對象：通過選擇合適的磁化器和磁化強度，使被測對象達到磁飽和狀態；

步驟3.產生響應信號：正弦激勵信號輸入渦流探頭線圈后，根據電磁感應原理會在被測對象和渦流探頭線圈之間的空間形成一個耦合的電磁場，磁傳感器分布于該空間中并探測所在位置的磁感應強度信號的分量復數向量，磁傳感器將探測到的分量復數向量轉化成相對應的電壓信號，并將該電壓信號作為響應信號輸入到響應信號采集與濾波模塊；

步驟4.響應信號濾波：通過響應信號濾波模塊對電壓信號進行濾波處理，濾出電壓信號中的雜波電壓信號，并將得到的理想電壓信號輸入到響應信號實部與虛部分離模塊；

步驟5.響應信號實部與虛部分離：理想電壓信號在響應信號實部與虛部分離模塊中分離為兩路信號，一路是理想電壓信號的實部信號，另一路是理想電壓信號的虛部信號，并將這兩路信號送入濾波模塊。

步驟6.實部信號和虛部信號濾波：將理想電壓信號的實部信號和虛部信號通過濾波模塊濾除實部信號和虛部信號在步驟(5)中產生的雜波信號，并將濾波后的實部信號和虛部信號送入模數轉換模塊；

步驟7.模數轉換：對濾波后的實部信號和虛部信號進行模數轉換將模擬量轉換為對應的數字量并將其輸入到磁感應強度分量復數向量實部和虛部計算模塊；

步驟8.磁感應強度信號的分量復數向量實部和虛部計算：通過磁傳感器中磁感應強度和電壓的變換關系和步驟(7)中得到的濾波后的實部信號和虛部信號的數字量計算得到磁感應強度信號的分量復數向量實部和虛部Bimag并將其輸入到電子擺振補償模塊；

步驟9.電子擺振補償：通過實驗方法建立不同位移下的多組被測對象的磁感應強度信號的分量復數向量所在橢圓曲線的長半軸與位移的函數關系；將步驟(8)中得到的磁感應強度信號的分量復數向量實部和虛部代入橢圓曲線的長半軸與位移的函數關系中計算得到位移。

2.根據權利要求1所述的一種消除電子擺振的渦流位移檢測方法，其特征在于，在步驟9之后還包括：

步驟10.位移非線性校正：根據橢圓曲線的長半軸與位移的非線性關系，對被測對象位移進行非線性校正得到精確的位移值。

3.一種消除電子擺振的渦流位移檢測裝置，其特征在于，包括依次連接的：

信號發生模塊，用于產生固定頻率的正弦激勵信號并將其輸入渦流探頭線圈模塊；

磁化模塊，用于磁化被測對象并使被測對象達到磁飽和狀態；

響應信號產生模塊，用于產生響應信號并將該響應信號對應的電壓信號作為響應信號輸入到響應信號采集與濾波模塊；

響應信號濾波模塊，用于對電壓信號進行濾波處理，濾出電壓信號中的雜波電壓信號，并將得到的理想電壓信號輸入到響應信號實部與虛部分離模塊；

響應信號實部與虛部分離模塊，用于將理想電壓信號在響應信號實部與虛部分離模塊中分離為兩路信號，一路是理想電壓信號的實部信號，另一路是理想電壓信號的虛部信號，并將這兩路信號送入濾波模塊。

實部信號和虛部信號濾波模塊：用于將理想電壓信號的實部信號和虛部信號通過濾波模塊濾除實部信號和虛部信號產生的雜波信號，并將濾波后的實部信號和虛部信號送入模數轉換模塊；

模數轉換模塊，用于對濾波后的實部信號和虛部信號進行模數轉換將模擬量轉換為對應的數字量并將其輸入到磁感應強度分量復數向量實部和虛部計算模塊；

磁感應強度信號的分量復數向量實部和虛部計算模塊，用于通過磁傳感器中磁感應強度和電壓的變換關系和濾波后的實部信號和虛部信號的數字量計算得到磁感應強度信號的分量復數向量實部虛部并將其輸入到電子擺振補償模塊；

電子擺振補償模塊：用于通過實驗方法建立不同位移下的多組被測對象的磁感應強度信號的分量復數向量所在橢圓曲線的長半軸與位移的函數關系；將步驟(8)中得到的磁感應強度信號的分量復數向量實部和虛部代入橢圓曲線的長半軸與位移的函數關系中計算得到位移。

4.根據權利要求1所述的一種消除電子擺振的渦流位移檢測裝置，其特征在于，在電子擺振補償模塊后還連接有：位移非線性校正模塊，用于根據橢圓曲線的長半軸與位移的非線性關系，對被測對象位移進行非線性校正得到精確的位移值。

5.根據權利要求3或4所述的一種消除電子擺振的渦流位移檢測裝置，其特征在于，響應信號產生模塊由渦流探頭線圈、磁感應器和被測對象組成。