[發明專利]一種電渦流檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201210426032.9
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102927894A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 李琦;鄧毅;朱仲明
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明屬于檢測與自動化裝置技術領域，涉及一種電渦流檢測系統及方法。

背景技術

現有的電渦流檢測技術主要包括傳統電渦流檢測技術和脈沖渦流檢測技術。與傳統渦流檢測技術相比，脈沖渦流檢測技術具有平均功率小，瞬時功率大，穿透深度大，測量速度和效率更高等優點。

但脈沖渦流檢測技術也有其自身的局限性，比如和傳統單頻渦流作為激勵源的渦流檢測相比，雖然具有可實現寬頻帶范圍內分析的優點，但這卻對檢測系統的信噪比提出了更高的要求；對檢測試件各種參數變化的高敏感性，也使得這項技術在實際的檢測過程中，同樣也易受到提離效應的影響；此外，目前所建立的理論依據和檢測模型尚不完備，這些問題都限制了脈沖渦流檢測技術實際檢測能力和應用范圍的進一步發展。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于脈沖激振原理的電渦流檢測系統，為非接觸檢測提供了一種新的檢測思路和信號處理方法。

本發明的另一個目的在于提供上述電渦流檢測系統的檢測方法。

本發明的目的是這樣實現的，一種電渦流檢測系統，包括傳感器、信號發生器和信號采集器；信號發生器產生脈沖激勵，傳感器包括線圈，線圈探頭兩端會形成周期性的穩定激振響應信號，信號采集器實現對激振響應信號的觀測和采集。

所述電渦流檢測系統還包括定標臺，所述線圈探頭固定在所述定標臺的支架上且正對待測金屬試件中心。

本發明的另一個目的是這樣實現的，采用積分差值法處理上述電渦流檢測系統激振響應信號，無需對信號進行濾波放大處理，可以獲得較大的信噪比；具體步驟如下：

步驟一，求各激振響應信號的采樣起始點，被測金屬試件0mm位移處激振響應信號的采樣終止點，記錄0mm位移處采樣起始點與采樣終止點之間的數據長度，確定采樣樣本數據長度；

步驟二，確定各位移處采樣數據樣本，并求各位移點處對應的采樣之后激振響應信號的電壓絕對值累加值；

步驟三，以0mm位移處累加值為基值，求各位移處對應差值電壓，以此差值電壓作為特征量建立其與位移值之間的關系；

步驟四，采用插值法，求位移測量值。

本發明具有如下有益效果：

1、本發明采用脈沖激振電渦流檢測方法進行檢測，檢測響應信號是標準穩定的周期諧振衰減信號，采用積分差值法可很好的分析檢測信號，完成檢測，檢測精度高。

2、本發明采用脈沖激振檢測方法，檢測響應信號中包含的信息量較豐富，優于脈沖渦流檢測方法，運用適當的特征量提取方法即可很好的得到特征量和被測物理量之間的明確關系。

3、本發明運用積分差值法對檢測響應信號進行處理，無需濾波放大等處理，提取出的積分差值點可很好的表述位移變化與電渦流檢測之間的變化關系，且計算簡單，檢測精度較高，計算速度快，有著很高的實際應用價值。

附圖說明

圖1是本發明檢測系統示意圖；

圖2是本發明檢測系統電路圖；

圖3是本發明實施例激振響應信號波形圖；

圖4是本發明實施例待測金屬試件0mm位移點處激振響應信號波形、求得的采樣起始點、終止點以及用信號采集器采集的信號范圍圖；

圖5是本發明實施例各位移值與對應的峰值差值電壓之間的關系及多項式擬合曲線波形圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

一種電渦流檢測系統，包括傳感器、信號發生器和信號采集器；信號發生器產生脈沖激勵，傳感器包括線圈L，線圈L探頭兩端會形成周期性的穩定激振響應信號，信號采集器實現對激振響應信號的觀測和采集。

如圖1所示，線圈L為一空心圓柱線圈，當開關閉合時，電源給檢測電路提供能量，線圈L與電容C儲能；當開關斷開時，線圈L與電容C構成LC并聯諧振電路，回路中的電流為i1，線圈L周圍產生變化磁場，此時若被測金屬試件處于此變化磁場中，試件將感生出渦流i2，而這些渦流又在試件周圍產生附加磁場，影響諧振電路中信號的變化。該影響的大小與被測試件與線圈L之間的距離、被測試件的厚度、材料性質以及缺陷等參數有關。通過研究諧振信號變化與其中某個物理量變化之間的某種定量關系，就可以實現用此脈沖激振檢測方法對金屬試件的相關物理量的精確定量檢測。