[發明專利]基于電容耦合效應的無損檢測成像裝置

有效

• 申請號: 201410219729.8
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN103995041A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 殷曉康;陳國明;李偉;閆安;許志倩
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N27/61
• 分類號: G01N27/61
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

技術領域

本發明屬于無損檢測領域，具體地，涉及一種基于電容耦合效應的無損檢測成像裝置，用于非導電材料表面和內部缺陷檢測及導電材料表面缺陷檢測的無損檢測。

背景技術

無損檢測技術在社會安全高效生產中越來越重要，但是已有的無損檢測方法不能滿足日益增長的檢測需求?，F有的無損檢測方法中，漏磁檢測因具有較強的穿透能力而能同時檢測內、外缺陷，但只能應用于鐵磁材料；磁擾動法也只能用于鐵磁材料；渦流檢測、交流電磁場法交流電勢降發等技術由于趨膚效應的存在對內傷檢測失效，并且只能應用與導電材料；直流電勢降法需要直接接觸導電材料表面，自動化檢測時可行性降低且對表面有絕緣附著物的被測對象失效；超聲檢測方法存在阻抗失配問題，經常需要耦合劑，并且在檢測高散射材料時效果較差；射線檢測技術因其放射性由于環保及職業衛生等因素原則上盡可能減少使用。

發明內容

為克服現有無損檢測方法存在的局限性，增強無損檢測的社會服務功能，本發明提供一種基于電容耦合效應的，適用于非導電材料內部與表面缺陷的檢測及透過絕緣層對導電材料表面缺陷進行檢測的無損檢測成像裝置。

為實現上述目的，本發明采用下述方案：

基于電容耦合效應的無損檢測成像裝置，包括：檢測探頭、信號發生器、濾波器、鎖相放大器、數據采集卡和計算機系統；檢測探頭，包括：環形激勵電極和無源電壓探針；環形激勵電極與信號發生器的電壓輸出端口連接，無源電壓探針與濾波器的輸入端口連接，濾波器的輸出端口與鎖相放大器的信號輸入端口連接，信號發生器的參考信號輸出端口與鎖相放大器的參考信號輸入端口連接，鎖相放大器的輸出端口、數據采集卡和計算機系統依次連接，所有連接均采用刺刀螺母接口及相應的同軸電纜。

優選地，環形激勵電極設有輸入端口，無源電壓探針設有輸出端口；環形激勵電極的輸入端口與信號發生器的電壓輸出端口連接，無源電壓探針的輸出端口與濾波器的輸入端口連接。

優選地，檢測探頭，包括，金屬盒，金屬盒的底面設有方形的通孔用于固定印刷電路板。

優選地，印刷電路板由環形激勵電極、絕緣基板、接地屏蔽電極組成；印刷電路板的中心鉆有直徑與電壓探針外徑匹配的孔用來固定無源電壓探針，電壓探針的尖端與環形激勵電極處于同一平面；環形激勵電極通過印刷電路板中的過孔與金屬盒上的輸入端口相連；無源電壓探針與金屬盒上的輸出端口相連。

優選地，金屬盒上裝有手柄。

相對于現有技術，本發明具有如下優勢：檢測方式為非接觸式，無需耦合劑和表面處理，只需要從一個側面接近被測對象；應用范圍廣，即可檢測非導電材料表面及內部缺陷，又可檢測鐵磁與非鐵磁導電材料表面缺陷；實施成本低；檢測結果以圖像形式直接呈現。檢測成像裝置利用電容耦合效應，采用檢測探頭中的激勵電極產生準靜電場分布，被測對象中缺陷的存在所產生的對該準靜電場分布的擾動被檢測探頭中無源電壓探針拾取，經過信號處理分析得到被測對象的缺陷信息，可以檢測被測對象表面及內部(非導電材料)或表面(導電材料)存在的缺陷；采用低壓中低頻交流電壓作為激勵，檢測探頭不接觸被測對象，適用于自動化檢測，裝置整體結構簡單，操作方便。

附圖說明

圖1為基于電容耦合效應的無損檢測成像裝置示意圖；

圖2a為基于電容耦合效應的無損檢測成像裝置中檢測探頭結構示意圖；

圖2b為基于電容耦合效應的無損檢測成像裝置中檢測探頭另一結構示意圖；

圖2c為基于電容耦合效應的無損檢測成像裝置中檢測探頭內部結構示意圖；

圖2d為基于電容耦合效應的無損檢測成像裝置中檢測探頭內部另一結構示意圖；

圖3為基于電容耦合效應的無損檢測成像裝置使用示意圖；

圖4為基于電容耦合效應的無損檢測成像裝置的成像結果示意圖。

具體實施方式

如圖1、圖2a、圖2b、圖2c、圖2d所示，基于電容耦合效應的無損檢測成像裝置，包括：檢測探頭1、信號發生器5、濾波器6、鎖相放大器7、數據采集卡8和計算機系統9；

檢測探頭1，包括：環形激勵電極11和無源電壓探針12；環形激勵電極11設有輸入端口，無源電壓探針12設有輸出端口；