[發(fā)明專(zhuān)利]雙層雙D型線圈及基于線圈的缺陷方向檢測(cè)方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010069316.1
• 申請(qǐng)日: 2020-01-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111257409B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于亞婷;王偉;張磊;程西蒙;王磊;王振偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/90
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/90;H01F5/00
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專(zhuān)利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

1.基于雙層雙D型線圈的金屬構(gòu)件缺陷方向定量無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、制作加工雙層雙D型線圈探頭，該探頭中包含信號(hào)激勵(lì)單元和信號(hào)接收單元，信號(hào)激勵(lì)單元為雙層雙D型線圈結(jié)構(gòu)，信號(hào)接收單元為檢測(cè)線圈或磁傳感器；雙層雙D型線圈結(jié)構(gòu)包括互相平行的上層線圈和下層線圈，上層線圈和下層線圈的形狀都為雙D型；上層線圈和下層線圈的最外層半徑、線圈匝數(shù)和線間距均相等，兩個(gè)線圈所在平面之間的距離即上下兩層線圈之間的距離d；

上層線圈和下層線圈的中心線分別為l₂、l₁，每層線圈中以電流流入的相反方向作為該層線圈中心線l₂、l₁的0°參考方向，將上層線圈中心線l₂投影到下層線圈平面得到l₂'；當(dāng)兩層線圈之間的偏轉(zhuǎn)角度為零度時(shí)，l₁和l₂'重合；當(dāng)上層線圈以順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度θ₀時(shí)，l₁和l₂'形成的夾角為θ₀，稱(chēng)為上下兩層線圈之間的偏轉(zhuǎn)角度；下層線圈的中心線l₁定義為雙層雙D型線圈的中心線；

當(dāng)上下兩層線圈的電流輸入端相連接時(shí)，兩層線圈之間的偏轉(zhuǎn)角度θ₀的范圍是0～360°；當(dāng)上下兩層線圈的電流輸入端不相連接時(shí)，兩層線圈之間的偏轉(zhuǎn)角度θ₀的范圍是0～180°；

S2、產(chǎn)生固定頻率的脈沖激勵(lì)信號(hào)：產(chǎn)生脈沖激勵(lì)信號(hào)U₀并將其輸入雙層雙D型線圈探頭的信號(hào)激勵(lì)單元；

S3、提取參考信號(hào)：將加工雙層雙D型線圈探頭放置在被測(cè)試件沒(méi)有缺陷的區(qū)域上方一定提離高度l的位置，檢測(cè)出參考電壓信號(hào)A₀；

S4、測(cè)量檢測(cè)信號(hào)：將雙層雙D型線圈探頭固定在被測(cè)金屬構(gòu)件缺陷區(qū)域上方相同提離高度l的位置，分別測(cè)量在已知的不同缺陷方向θ_i下電壓信號(hào)A_i和在未知缺陷方向θ_d下的電壓信號(hào)A_d，并將檢測(cè)到的電壓信號(hào)A_i和A_d輸入到響應(yīng)信號(hào)放大濾波模塊；i＝2,3,…,n，n表示測(cè)量次數(shù)；

S5、響應(yīng)信號(hào)放大濾波：對(duì)電壓信號(hào)A_i和A_d進(jìn)行放大濾波處理，濾除A_i和A_d中的干擾信號(hào)并對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行放大，得到理想電壓信號(hào)A′_i和A′_d，并得到A′_i和A′_d的峰值B_zi和B_zd；

S6、確定缺陷方向包括以下兩個(gè)子步驟：

S61、根據(jù)(θ_i，B_zi)繪制缺陷方向θ_i與B_zi的關(guān)系曲線，得到關(guān)于缺陷角度呈現(xiàn)對(duì)稱(chēng)分布的一個(gè)關(guān)系曲線圖；

根據(jù)θ_i與B_zi的關(guān)系曲線擬合得到缺陷方向θ與B_z的函數(shù)關(guān)系式：

θ＝G(B_z) (1)；

S62、求解缺陷方向：將未知缺陷方向θ_d下的理想電壓信號(hào)的峰值B_zd代入式(1)，得到兩個(gè)缺陷方向值θ_d1和θ_d2；其中，θ_d1為銳角，θ_d2為鈍角；取差分信號(hào)ΔA＝max|A′_d-A₀|，若ΔA＞ε，缺陷方向θ_d＝θ_d2；反之，缺陷方向θ_d＝θ_d1；其中，ε為預(yù)設(shè)的閾值。