[發明專利]一種用于光激勵熱像無損檢測的多模態激勵系統

有效

• 申請號: 201710580939.3
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107246916B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 高斌;朱玉玉;趙健
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01N21/88;G05B19/042
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種用于光激勵熱像無損檢測的多模態激勵系統，其特征在于，包括：

一調制頻率控制器，用于產生激勵系統的最優調制頻率，并輸入到FPGA；

一觸摸式液晶屏，用于設置激勵系統工作模式：鎖相工作模式或脈沖工作模式；

一FPGA，根據最優調制頻率和激勵系統當前的工作模式產生相應的半橋SPWM控制信號和全橋PWM控制信號；

一多級驅動，包括半橋驅動電路和全橋驅動電路；

所述的半橋驅動電路包括兩個場效應管Q1、Q2，以及兩個濾波電容Cf、Cin1和一個濾波電感Lf；

外接的直流電源將直流高壓功率輸入到半橋驅動電路，通過濾波電容Cin1對其濾波，當場效應管Q1接收到半橋SPWM控制信號，場效應管Q2接收到與Q1互補的半橋SPWM控制信號后，通過收到的信號控制Q1、Q2的開斷，并對加載到半橋驅動電路上的直流高壓功率進行調制，使半橋驅動電路輸出高壓的SPWM電壓信號，SPWM電壓信號再分別經過濾波電感Lf和濾波電容Cf濾波后，得到正弦電壓，并作為半橋驅動電路的輸出輸入到全橋驅動電路；

所述的全橋驅動電路包括四個場效應管Q3、Q4、Q5、Q6和一個濾波電容Cin2；

正弦電壓輸入到全橋驅動電路后，通過濾波電容Cin2對其濾波，當場效應管Q3、Q6接收到全橋PWM控制信號，場效應管Q4、Q5接收到與Q3、Q6互補的全橋PWM控制信號后，利用接收到的信號控制Q3、Q6的同步開斷，Q4、Q5的同步開斷，使正弦電壓在Q3、Q6和Q4、Q5的交替控制下輸出高幅度的正弦調制波信號，并作為全橋驅動電路的輸出信號，該信號用于激勵驅動系統燈；

其中，所述的最優調制頻率的產生方法為：

(2.1)、調制頻率控制器首先以F₀＝0.01Hz的頻率控制激勵系統的輸出激勵功率信號，隨后調制頻率控制器收集被測試件的表面熱像圖，分析得到表面熱像圖的SNR值SNR_f；

(2.2)、調制頻率控制器再以F_e＝10Hz頻率控制激勵系統的輸出激勵功率信號，并再次收集被測試件的表面熱像圖，分析得到表面熱像圖的SNR值SNR_e；

(2.3)、調制頻率控制器又以0.01-10Hz的中值F_h＝5Hz控制激勵系統的輸出激勵功率信號，并再一次收集被測試件的表面熱像圖，分析得到表面熱像圖的SNR值SNR_h；

(2.4)、比較SNR_f、SNR_e和SNR_h的大小關系，若SNR_f<SNR_h，則取F₀＝F_h，F_e＝F_e，再重復步驟(2.1)～(2.3)；若SNR_e<SNR_h,則取F₀＝F₀，F_e＝F_h，再重復步驟(2.1)～(2.3)；直至得到使SNR_h最大的頻率F_h時結束，并將頻率F_h作為最優調制頻率。

2.根據權利要求1所述的一種用于光激勵熱像無損檢測的多模態激勵系統，其特征在于，所述的半橋SPWM控制信號的載波頻率為100kHz、調制頻率范圍在0.01～10Hz；所述的全橋PWM控制信號的載波頻率為100kHz、占空比為50％。

3.根據權利要求1所述的一種用于光激勵熱像無損檢測的多模態激勵系統，其特征在于，所述的濾波電感Lf選擇范圍為40uH～50uH，濾波電容Cf選擇范圍為50uF～100uF，濾波電容Cin1是一個電容對，選擇0.47uf/600V和470uF/450V的兩個電容并聯構成，濾波電容Cin2擇范圍為50uF～100uF。