[發明專利]基于脈沖渦流與巴克豪森的缺陷與應力無損檢測系統及無損檢測方法

有效

• 申請號: 201510243804.9
• 申請日: 2015-05-13
• 公開（公告）號: CN104977352B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 周德強;王俊;肖俊峰;蔡酉勇;付曉佳;陳曦;顧婉怡
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

1.一種基于脈沖渦流與巴克豪森的缺陷與應力無損檢測系統，其特征在于：

信號發生器單片機(1)、數模轉換器(2)、功率放大器(3)、激勵線圈(4)、霍爾傳感器(5)、信號放大電路(6)、數據采集卡(7)、計算機(8)；其中信號發生器單片機(1)通過程序控制產生數字激勵信號，數字激勵信號為矩形波與三角形波的低頻混合信號，矩形波段與三角波段的混合信號，融合了脈沖渦流檢測技術與巴克豪森效應的優勢，將渦流效應與巴克豪森效應相結合，通過數字激勵信號的兩個不同階段，將渦流信號與巴克豪森信號分離，定量檢測出材料結構不同缺陷，同時檢測出材料的應力及殘余應力，數字激勵信號的頻率通過改變單片機程序的參數而改變，因此通過程序的變動得到數字激勵信號所需要的頻率，單片機產生數字激勵信號通過數模轉換器(2)，將數字信號轉換為模擬電壓激勵信號，數模轉換器的輸出端分為兩路，其中一路輸出連接功率放大器(3)的輸入端，功率放大器(3)的輸出連接繞制在鐵氧體上的激勵線圈(4)，霍爾傳感器(5)置于激勵線圈(4)中間，霍爾傳感器(5)與激勵線圈(4)和鐵氧體組成探頭置于被測試件上，霍爾傳感器(5)的輸出信號經過信號放大電路(6)連接數據采集卡(7)，數模轉換器(2)輸出端的另一路輸出直接連接數據采集卡(7)，數據采集卡(7)的輸出端連接計算機(8)。

2.根據權利要求1所述一種基于脈沖渦流與巴克豪森的缺陷與應力無損檢測系統，其特征在于：

(a)信號發生器單片機(1)由單片機電路組成，單片機通過程序控制產生數字激勵信號，通過程序的變動得到數字激勵信號所需要的頻率，單片機產生數字激勵信號，數字信號經過數模轉換器(2)處理后由數字信號轉變為模擬電壓信號，然后經過功率放大器(3)進行功率放大處理后對激勵線圈(4)進行激勵；

(b)所述數字激勵信號為矩形波與三角形波的低頻混合信號，數字激勵信號的頻率通過改變單片機程序的參數而改變；

(c)在信號前半段的矩形波段，激勵線圈(4)中產生交變的磁場，被檢測區域產生感應渦流，所述渦流隨著深度的增加衰減；所述渦流產生一個反作用的磁場，當檢測區域存在缺陷時，通過霍爾傳感器(5)檢測被測試試件中缺陷處發生畸變的磁場，得到缺陷信息；該信號經過信號放大電路(6)調理，調理后的信號通過數據采集卡(7)進入計算機(8)；

(d)在信號后半段的三角形波段，激勵線圈(4)中產生交變磁場，被檢測區域產生巴克豪森效應，通過霍爾傳感器(5)檢測區域的磁場變化，得到被測試件所受應力的變化信息；該信號經過信號放大電路(6)調理，調理后的信號通過數據采集卡(7)進入計算機(8)；

(e)數模轉換器(2)輸出端另有一路數字激勵信號直接經過數據采集卡(7)進入計算機(8)，該路數字激勵信號為從霍爾傳感器(5)進入計算機(8)的信號提供信號分段標準，即得到渦流信號與巴克豪森信號；

(f)計算機(8)處理分段信號，對渦流信號與巴克豪森信號分別進行信號特征提取；

(g)計算機(8)根據信號特征提取結果，對試件所處的缺陷與應力狀態進行評估。

3.根據權利要求1所述一種基于脈沖渦流與巴克豪森的缺陷與應力無損檢測系統，其特征在于：所述探頭的安裝位置要求：當鐵磁性型材處于檢測區域時，所述探頭位于鐵磁性材料的上方，其中心軸線與鐵磁性材料的上表面垂直，距離為2-4mm。

4.根據權利要求1所述一種基于脈沖渦流與巴克豪森的缺陷與應力無損檢測系統，其特征在于：所述探頭由線圈骨架、磁環、漆包線和霍爾傳感器構成；漆包線繞骨架上，骨架內有磁環，兩者緊配合，磁環內放有霍爾傳感器，用絕緣膠固定。