[發(fā)明專利]基于脈沖渦流與巴克豪森的缺陷與應(yīng)力無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)及無(wú)損檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510243804.9
• 申請(qǐng)日: 2015-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN104977352B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周德強(qiáng);王俊;肖俊峰;蔡酉勇;付曉佳;陳曦;顧婉怡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/90
• 分類號(hào): G01N27/90
• 代理公司: 無(wú)錫華源專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發(fā)明提供一種基于脈沖渦流與巴克豪森的缺陷與應(yīng)力無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)及無(wú)損檢測(cè)方法，屬于無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域。系統(tǒng)包括激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、功率放大器、激勵(lì)線圈、霍爾傳感器、信號(hào)放大電路、數(shù)據(jù)采集卡以及計(jì)算機(jī)。本發(fā)明在渦流檢測(cè)的基礎(chǔ)上，針對(duì)鐵磁性材料，采用矩形波與三角波的混合波作為激勵(lì)信號(hào)，混合信號(hào)中前半段的矩形波段產(chǎn)生脈沖渦流現(xiàn)象，后半段的三角波段產(chǎn)生巴克豪森效應(yīng)，運(yùn)用信號(hào)時(shí)域平均法對(duì)信號(hào)分段處理，實(shí)現(xiàn)渦流信號(hào)與巴克豪森噪聲信號(hào)分離，對(duì)信號(hào)分別特征提取與數(shù)據(jù)處理，從而實(shí)現(xiàn)鐵磁性材料表面缺陷以及應(yīng)力、微觀結(jié)構(gòu)狀態(tài)的同時(shí)在線檢測(cè)，并實(shí)現(xiàn)鐵磁性材料隱性缺陷判別和尚未形成的缺陷以及壽命的預(yù)估。本發(fā)明可長(zhǎng)期可靠工作、靈敏度高、方法簡(jiǎn)單，顯示直觀，高效可行等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明為基于脈沖渦流的無(wú)損檢測(cè)和巴克豪森效應(yīng)的應(yīng)力檢測(cè)，因此涉及了無(wú)損檢測(cè)和力學(xué)領(lǐng)域。以及根據(jù)激勵(lì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)渦流與巴克豪森信號(hào)分離，實(shí)現(xiàn)鐵磁性材料缺陷與應(yīng)力的檢測(cè)。

背景技術(shù)

板狀鐵磁性型材的需求量很大，生產(chǎn)過程繁瑣，對(duì)型材的質(zhì)量要求高，一旦型材存在缺陷或殘余應(yīng)力，將會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成不良的影響。而對(duì)于型材表面缺陷及其應(yīng)力的檢測(cè)現(xiàn)在往往是通過線下檢測(cè)，這影響了生產(chǎn)效率同時(shí)增加了工作量。為了獲得完整的材料結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)和壽命估計(jì)的所需信息，除了需要對(duì)結(jié)構(gòu)中具有的缺陷進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估，另一個(gè)需要獲得的重要參數(shù)是結(jié)構(gòu)所受的應(yīng)力狀態(tài)以及微觀組織狀態(tài)可行的方法是用在線檢測(cè)方法，在線檢測(cè)是一種在符合生產(chǎn)節(jié)拍的條件下對(duì)所生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的技術(shù)。因此采用脈沖渦流與巴克豪森的缺陷與應(yīng)力無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)及無(wú)損檢測(cè)方法能夠有效檢測(cè)鐵磁性材料的缺陷與應(yīng)力。根據(jù)脈沖信號(hào)的矩形波段與三角形波段，采用信號(hào)分離技術(shù)，將渦流信號(hào)與巴克豪森信號(hào)分離，實(shí)現(xiàn)鐵磁性材料的隱性缺陷和壽命評(píng)估。從而提高檢測(cè)的效率，而然線下人工檢，效率低，容易誤檢、漏檢；用其他的傳感器分別檢測(cè)繁瑣，有必要設(shè)計(jì)一套復(fù)合檢測(cè)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于脈沖渦流與巴克豪森的缺陷與應(yīng)力無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)及無(wú)損檢測(cè)方法，可以同時(shí)檢測(cè)鐵磁性板狀型材的缺陷與應(yīng)力情況，為實(shí)現(xiàn)金屬型材的在線檢測(cè)提供基礎(chǔ)。達(dá)到對(duì)材料缺陷進(jìn)行定量和壽命評(píng)估。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于脈沖渦流與巴克豪森的缺陷與應(yīng)力無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)及無(wú)損檢測(cè)方法包含信號(hào)發(fā)生器單片機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)換、功率放大器、探頭激勵(lì)線圈、霍爾傳感器、信號(hào)放大電路、數(shù)據(jù)采集卡以及計(jì)算機(jī)；其中信號(hào)發(fā)生器單片機(jī)通過程序控制產(chǎn)生數(shù)字激勵(lì)信號(hào)，數(shù)字激勵(lì)信號(hào)為矩形波與三角形波的低頻混合信號(hào)，信號(hào)前半段為矩形波而后半段為三角波，激勵(lì)信號(hào)的頻率可以通過改變單片機(jī)程序的參數(shù)而改變，因此通過程序的變動(dòng)得到激勵(lì)信號(hào)所需要的頻率，單片機(jī)產(chǎn)生數(shù)字激勵(lì)信號(hào)通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字激勵(lì)信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓激勵(lì)信號(hào)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端分為兩路，其中一路輸出連接功率放大器的輸入端，功率放器的輸出連接繞制在鐵氧體上的激勵(lì)線圈，霍爾傳感器置于激勵(lì)線圈中間，霍爾傳感器與激勵(lì)線圈和鐵氧體組成探頭置于被測(cè)試件上，霍爾傳感器的輸出經(jīng)信號(hào)經(jīng)過放大電路連接數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出端的另一路輸出直接連接數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡的輸出端連接計(jì)算機(jī)。

本發(fā)明同時(shí)提供了一種基于脈沖渦流與巴克豪森的缺陷與應(yīng)力無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)及無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于包括如下步驟：

(a)信號(hào)發(fā)生器(1)由單片機(jī)電路組成，單片機(jī)通過程序控制產(chǎn)生數(shù)字激勵(lì)信號(hào)，數(shù)字激勵(lì)信號(hào)為矩形波與三角形波的低頻混合信號(hào)，激勵(lì)信號(hào)的頻率可以通過改變單片機(jī)程序的參數(shù)而改變，因此通過程序的變動(dòng)得到激勵(lì)信號(hào)所需要的頻率，單片機(jī)產(chǎn)生數(shù)字激勵(lì)信號(hào)經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換(2)處理后由數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電壓信號(hào)，然后經(jīng)過功率放大器(3)進(jìn)行功率放大處理后對(duì)激勵(lì)線圈(4)進(jìn)行激勵(lì)；

(b)所述激勵(lì)信號(hào)為矩形波與三角形波的低頻混合信號(hào)，激勵(lì)信號(hào)的頻率可以通過改變單片機(jī)程序的參數(shù)而改變。