[發明專利]一種基于平面電磁傳感器的板材損傷探測裝置及方法

無效

• 申請號: 201310061773.6
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN103226129A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 李安陽;徐凱;尹武良;王奔
• 申請（專利權）人: 常州兆能電子科技有限公司
• 主分類號: G01N27/82
• 分類號: G01N27/82
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電磁檢測技術中電磁層析成像領域，具體涉及一種基于新型電磁探傷成像傳感器的板材損傷探測裝置及方法。?

技術背景

隨著現代工業迅猛發展，工業現場使用金屬材質構件的場合越來越多，但由于金屬構件加工工藝中造成的金屬表面或內部存在的微傷害即影響不大的裂紋等因素，使得在實際工業現場中，外界因素(如腐蝕，強力等)的不斷侵襲使得這些原本并不顯著的微傷害會出現融合等現象，使得傷害加劇，最終往往會造成更加嚴重的后果。因此需要對工業現場使用的金屬構件進行檢測工作，以便及時更新使用構件或結構，避免造成工業事故。?

目前使用的電磁探傷傳感結構大多為單一激勵單一采集，在使用過程中采樣數據過于單一，往往無法全面的對缺陷參數進行有效合理的評定；即使有些傳感系統采用多激勵多采集模式，但由于傳感結構自身的特點，使得采集信號過于微弱，造成了系統整體靈敏度不高的設計缺陷。除此之外由于工業現場使用的金屬固件的微結構、導電率、導磁率等因素的干擾，往往會造成對檢測結果的誤判，使得測試結果不準確。?

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的上述不足，提供一種靈敏度高、可實現低功耗、低成本、快速實時檢測、不停機檢測的板材損傷探測裝置及方法。?

為了實現以上目的，本發明是通過以下技術方案實現的：?

一種基于平面電磁傳感器的板材損傷探測裝置，包括電磁探傷成像傳感器、功率放大電路、信號調理電路、A/D及D/A轉換電路、作為控制中心的FPGA控制芯片和上位機，其特征在于，?

所述的電磁探傷成像傳感器，是由均勻分布的6個具有差動結構的鐵芯傳感器組成，6組傳感器正好圍成一平面的正六邊形探測區域，?

每組傳感器包括與所圍成的平面相互垂直并同軸的一個激勵線圈和一個檢測線圈，激勵線圈位于中間，檢測線圈分成匝數相同、繞制方向相反、分別位于激勵線圈兩側的兩個差動部分，具有消除共模干擾的作用；?

FPGA控制芯片發送的激勵信號經過DA轉換和功率放大后加載在電磁探傷成像傳感器的某一組傳感器的激勵線圈上，依次選取其他5組傳感器的兩個檢測線圈的感應信號進行檢測，感應信號經過信號調理和AD轉換后被送入FPGA控制芯片，采用如上所述的交叉采樣方式，對于6組傳感器，每一輪采集?組采樣數據；FPGA控制芯片將采樣數據傳輸至上位機，由上位機根據每輪15組的采樣數據，采用反投影圖像重建算法對采樣數據進行反推算處理，實現被測區域的圖像重建，從而實現對被測金屬構件或板材的損傷探測。?

本發明同時提供一種采用所述的基于平面電磁傳感器的板材損傷探測裝置實現的探測方法，包含以下步驟：?

(1)FPGA控制芯片發送的激勵信號經過DA轉換和功率放大后加載在電磁探傷成像傳感器的某一?組傳感器的激勵線圈上，依次選取其他5組傳感器的檢測線圈的感應信號進行檢測，感應信號經過信號調理和AD轉換后被送入FPGA控制芯片，采用如上所述的交叉采樣方式，對于6組傳感器，每一輪采集?組采樣數據；?

(2)FPGA控制芯片將采樣數據傳輸至上位機；?

(3)上位機根據每輪15組的采樣數據，采用反投影圖像重建算法對采樣數據進行反推算處理，實現被測區域的圖像重建，從而實現對板材的損傷探測。?

本發明可以對被測金屬構件進行有效的信息采集，通過鐵芯連接的六個傳感器很好的克服了傳統平面成像傳感器因激勵磁場分散性較大、強弱不均而致使剩余檢測線圈檢測信號較微弱且結果非線性較強的特點。通過依次變換激勵和檢測傳感器組，可以使得每組采集信號在反映相應位置板材損傷上，具有針對性強、檢測數據更加準確、充實。此傳感結構的發明實現了低功耗低成本、靈敏度高、快速實時檢測、不停機檢測等優點。?

附圖說明

圖1為本發明的基于電磁探傷成像傳感器的板材損傷探測裝置的系統框圖；?

圖2為本發明的基于新型電磁探傷成像傳感器的板材損傷探測裝置的傳感器結構圖，(a)為傳感器側面圖；(b)為俯視圖。?

圖3為本發明一種基于新型電磁探傷成像傳感器的板材損傷探測裝置的差分繞線方式。左側的引線為檢測線圈的引線，右側的引線為激勵線圈的引線。?

具體實施方式

以下結合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本發明做進一步闡述。?