[發(fā)明專利]一種用于碳纖維復(fù)合材料損傷檢測的高頻電磁渦流檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510243769.0
• 申請日: 2015-05-13
• 公開（公告）號: CN104914158B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 裘進(jìn)浩;程軍;郭太平;季宏麗;程衍偉;吳義鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司32200
• 代理人: 葉連生

1.一種用于碳纖維復(fù)合材料損傷檢測的高頻電磁渦流檢測系統(tǒng)，其特征在于，其包括上位機(jī)、位移平臺、渦流探頭、模擬信號處理單元和數(shù)字信號處理單元，其中，模擬信號處理單元包括高頻正弦信號發(fā)生器、功率放大器、信號調(diào)理電路、自動平衡電路和正交鎖相放大器，數(shù)字信號處理單元包括ARM微控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、SD卡存儲和USB傳輸接口，其中，

所述的上位機(jī)與位移平臺通過串口連接，上位機(jī)向位移平臺發(fā)送指令控制位移平臺的運(yùn)動；

所述的渦流探頭由激勵線圈和接收線圈組成；

所述的高頻正弦信號發(fā)生器是基于直接數(shù)字合成芯片實(shí)現(xiàn)的，數(shù)字信號處理單元中的ARM微控制器控制直接數(shù)字合成芯片向其寫入相應(yīng)的頻率控制字和相位控制字產(chǎn)生指定頻率和相位的正弦信號；

所述的功率放大器對高頻正弦信號發(fā)生器產(chǎn)生的高頻正弦信號進(jìn)行功率放大，放大后的高頻正弦信號輸入激勵線圈；激勵線圈在高頻正弦信號的激勵下在待測試樣中產(chǎn)生電渦流，接收線圈感應(yīng)電壓或者阻抗的變化來反映被測試樣中損傷的位置；

所述的信號調(diào)理電路對接收線圈的輸出信號進(jìn)行濾波和前置放大，濾波及程控放大電路對接收線圈的輸出信號濾除低頻噪聲信號，同時對接收線圈的微弱輸出信號進(jìn)行程控放大送給鎖相放大器，然后輸入正交鎖相放大器處理；

所述的正交鎖相放大器用于對接收線圈的輸出信號進(jìn)行相敏檢波，從接收線圈的輸出信號中提取出微弱損傷信號的幅值和相位信息，并將提取的信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元處理后輸入ARM微控制器；

所述的自動平衡電路用于對系統(tǒng)進(jìn)行自動調(diào)零，自動平衡電路通過雙通道DA轉(zhuǎn)換芯片和正弦信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生的兩路正交信號進(jìn)行相乘相加后合成幅值相等而相位相反的信號來抵消不平衡信號；

所述的ARM微控制器與上位機(jī)進(jìn)行通訊以及數(shù)據(jù)傳輸，并控制直接數(shù)字合成芯片產(chǎn)生高頻正弦信號、控制數(shù)模轉(zhuǎn)換以及SD卡的數(shù)據(jù)存儲；

所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器在ARM微控制器的作用下對鎖相放大電路的輸出信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，ARM微控制器再將采集到的信號進(jìn)行存儲和傳輸；

所述的SD卡和ARM微控制器相連，在ARM微控制器的控制下將模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的處理結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，方便后續(xù)數(shù)據(jù)處理；

所述的ARM微控制器通過USB傳輸接口與上位機(jī)，傳輸指令以及采集到的數(shù)據(jù)。