[發明專利]一種精確檢測金屬板缺陷的裝置和方法

有效

• 申請號: 201710297386.0
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107422029B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 寧舒雅
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張弘

本發明公開了一種精確檢測金屬板缺陷的裝置和方法，包括信號源、橋式激勵模塊、激勵線圈、接收線圈、信號處理模塊以及電源。依次切換信號源中各晶振，對應的固定頻率脈沖控制信號通過橋式激勵模塊使激勵線圈產生多頻激勵信號，此時激勵線圈接近被測金屬板時，多頻激勵信號會在金屬板不同深度產生渦流，使接收線圈產生感應電流。信號處理模塊對接收線圈中的信號進行采集、頻域轉換及數值對比，最終檢測出金屬板缺陷的位置、形狀等信息。該裝置的多頻激勵信號能同時檢測被測金屬板不同深度缺陷信息，多晶振切換模式能擴大激勵信號檢測深度，且陣列式接收線圈能擴大檢測范圍，具有結構簡單、成本低廉、檢測靈敏度、精度高，便于大規模生產等優點。

技術領域

本發明涉及一種檢測裝置及方法，特別是涉及一種精確檢測金屬板缺陷的裝置和方法。

背景技術

金屬板在電機制造、設備加工、國防工業等眾多領域有著廣泛的應用，在金屬板生產的過程中，質量的把控尤為重要。準確、高效的將金屬板表層、內部存在的缺陷檢測出來，將會為企業帶來顯著效益。目前無損檢測的手段主要有射線、超聲、磁粉以及渦流檢測等，渦流檢測由于具有自動化程度高、響應速度快的優點而被大量應用于工業現場，然而傳統的渦流檢測均為單頻信號，只能針對某一特定深度的缺陷進行檢測，難以同時檢測金屬表層及內在缺陷；且傳統的渦流探頭成本高，一致性差，不但抬高了生產成本，也限制了其檢測精度和檢測范圍。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種精確檢測金屬板缺陷的裝置和方法，該裝置結構簡單、成本低廉、可靠性高，能夠精確檢測出金屬板表層及內在缺陷的形狀、位置等參數信息。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種精確檢測金屬板缺陷的裝置，包括信號源、橋式激勵模塊、激勵線圈、接收線圈、信號處理模塊以及電源；其中，所述的信號源控制橋式激勵模塊使得激勵線圈中產生多頻交變激勵信號；激勵線圈的多頻激勵信號使得被測金屬板在不同深度形成渦流；接收線圈接收不同深度形成的渦流產生感應電壓；信號處理模塊采集接收線圈的感應電壓信號進行處理鑒別缺陷點，并將信息上傳至上位機；所述的電源分別為信號源、橋式激勵模塊和信號處理模塊供電。

所述的激勵線圈與接收線圈均設置在同一個多層印刷電路板上，且分別位于多層印刷電路板兩側的一層或多層電路板上；所述接收線圈由多個子接收線圈陣列排布組成，其中一個子接收線圈的圓心正投影落在激勵線圈的圓心上。

所述的激勵線圈與接收線圈均以螺旋線狀繞制。多層的激勵線圈之間串聯連接，多層的對應的子接收線圈之間串聯連接，多個子接收線圈分別與信號處理模塊連接。

所述的激勵線圈與接收線圈設置在距離被測金屬板的0-1cm處。

所述的信號源由多枚無源晶振、兩個非門、多路選擇器及計數器構成；第一非門、多路選擇器、計數器、第二非門依次電路連接，且均與電源連接；第一非門連接多枚晶振。

所述的橋式激勵模塊由兩個場效應管驅動器及四個功率場效應管構成，兩個場效應管驅動器及四個功率場效應管對應電路連接，且均與電源連接；其中四個功率場效應管組成橋式電路，激勵線圈與橋式電路連接；第二非門分別與兩個場效應管驅動器連接。

所述的信號處理模塊由數字信號處理器及串行通信處理器構成；串行通信處理器連接數字信號處理器，且均與電源連接；數字信號處理器還與多路選擇器及接收線圈連接。

所述的信號處理模塊中的串行通信處理器與上位機連接，用于呈現出被測金屬板的缺陷位置、形狀信息。

一種基于所述的精確檢測金屬板缺陷的裝置的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：打開電源，為信號源、橋式激勵模塊和信號處理模塊供電；