[發(fā)明專利]一種電磁無(wú)損質(zhì)量檢測(cè)方法及其檢測(cè)電路和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010577819.X
• 申請(qǐng)日: 2020-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN111678976B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡舟逸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 胡舟逸
• 主分類號(hào): G01N27/82
• 分類號(hào): G01N27/82;G01N27/00
• 代理公司: 無(wú)錫蘇元專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32471
• 代理人: 王清偉

本發(fā)明公開了一種電磁無(wú)損質(zhì)量檢測(cè)方法及其檢測(cè)電路和系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)一階RL電路交替進(jìn)行直流激勵(lì)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)，使其電感元件磁化線圈產(chǎn)生的直流磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度隨電流大小的變化而交替變化，將檢測(cè)對(duì)象置于此磁場(chǎng)強(qiáng)度交替變化的直流磁場(chǎng)中后，檢測(cè)對(duì)象被磁化的同時(shí)也引起磁場(chǎng)電感的變化，可通過(guò)檢測(cè)磁化線圈的電感來(lái)判斷檢測(cè)被檢測(cè)對(duì)象的電磁特性是否變化，從而判斷是否有如鋼絲裂紋、鋼絲繩斷絲等質(zhì)量缺陷，或者通過(guò)檢測(cè)磁化線圈的電感來(lái)分析被檢測(cè)對(duì)象與電磁特性相關(guān)的截面積、或鋅層厚度等特性；本發(fā)明適應(yīng)于實(shí)時(shí)、在線、連續(xù)、自動(dòng)地對(duì)電磁敏感的檢測(cè)對(duì)象檢測(cè)或產(chǎn)品性能標(biāo)定，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，減少次品率，提高產(chǎn)品質(zhì)量性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電磁檢測(cè)與相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種基于敏感檢測(cè)一階RL電路直流激勵(lì)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)的磁化線圈電感變化來(lái)檢測(cè)對(duì)象是否含有差異性變化的檢測(cè)方法，以及實(shí)現(xiàn)這種電磁無(wú)損質(zhì)量檢測(cè)方法的檢測(cè)電路及系統(tǒng)，尤其涉及在線、自動(dòng)、連續(xù)、檢測(cè)的電磁檢測(cè)應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，金屬線材或線纜及其制品的需求量與相關(guān)質(zhì)量要求不斷提高。高速生產(chǎn)過(guò)程中的缺陷在線檢測(cè)和對(duì)質(zhì)量指標(biāo)(譬如鍍鋅鋼絲鍍層厚度)的控制顯得越來(lái)越重要了。這些缺陷或技術(shù)指標(biāo)，有的在表面，可以用視覺(jué)識(shí)別檢測(cè)，而有的在內(nèi)部，視覺(jué)識(shí)別是無(wú)法感知的。而電磁檢測(cè)相關(guān)的檢測(cè)方法，如渦流檢測(cè)和磁通量相關(guān)的檢測(cè)，因其可以檢測(cè)到材料內(nèi)部的變化情況，而且這種檢測(cè)方法理論基礎(chǔ)成熟，檢測(cè)對(duì)象(鐵磁性或者非鐵磁性導(dǎo)電材料的特性)被磁化后對(duì)磁場(chǎng)的影響和關(guān)系相對(duì)明確，所以電磁檢測(cè)相關(guān)的檢測(cè)方法是合適的檢測(cè)手段。

但是，目前常用的電磁檢測(cè)方案，包括磁粉檢測(cè)法、金屬橫截面磁通測(cè)量法、漏磁檢測(cè)法和渦流檢測(cè)法等等，有的雖然有高的精度，還可以作缺陷的細(xì)分。但廣泛應(yīng)用于專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)或?qū)嶒?yàn)室，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)所見(jiàn)不多。究其原因，有的信號(hào)發(fā)生和處理的方案復(fù)雜，設(shè)備要求很高，價(jià)格昂貴；有的需要在電腦系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)行，不適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用；有的依賴人工干預(yù)識(shí)別，不滿足自動(dòng)連續(xù)檢測(cè)；有的檢測(cè)靈敏度不能滿足，或者響應(yīng)太慢。

已有電磁檢測(cè)技術(shù)的情況：

常見(jiàn)電磁檢測(cè)應(yīng)用中，適用于自動(dòng)檢測(cè)的主要有針對(duì)鐵磁性檢測(cè)對(duì)象的金屬橫截面磁通測(cè)量法(基于一定條件下磁通量和金屬橫截面積基本成正比的原理)、漏磁檢測(cè)法和針對(duì)非鐵磁性檢測(cè)對(duì)象的渦流檢測(cè)法，目前分別采用不同的檢測(cè)方法來(lái)進(jìn)行執(zhí)行。

針對(duì)鐵磁性檢測(cè)對(duì)象的金屬橫截面磁通測(cè)量法主要應(yīng)用于譬如鋼絲繩橫截面積變化檢測(cè)，首先要使鋼絲繩磁飽和，再通過(guò)檢測(cè)線圈或者傳感器檢測(cè)由于橫截面積變化引起的磁通變化，轉(zhuǎn)換成電壓電流信號(hào)，分析處理。

漏磁檢測(cè)法也針對(duì)鐵磁性檢測(cè)對(duì)象，同樣首先要使鋼絲繩磁飽和，再由拾磁線圈檢測(cè)由于斷絲引起的漏磁，轉(zhuǎn)換成電壓電流信號(hào)，分析處理，以此作為確定斷絲的檢測(cè)依據(jù)。

針對(duì)非鐵磁性檢測(cè)對(duì)象的渦流檢測(cè)法，通常采用阻抗分析法檢測(cè)不同檢測(cè)對(duì)象的渦流引起的電抗不同，從而分析檢測(cè)對(duì)象的特性。

以上方法，都比較復(fù)雜，體積大，價(jià)格高，難以適應(yīng)連續(xù)、在線普遍應(yīng)用。

電磁檢測(cè)技術(shù)要求解決的技術(shù)問(wèn)題為：

如何使電磁檢測(cè)的更加簡(jiǎn)單，可以進(jìn)行連續(xù)、在線、自動(dòng)，敏感的檢測(cè)。尤其適應(yīng)于高速生產(chǎn)過(guò)程中，檢測(cè)對(duì)象高速運(yùn)行的情況，比如線棒材、管材或者其線材所成股繩。

已有電感敏感方法及其存在的缺點(diǎn)：

現(xiàn)有常用于電感的測(cè)量或敏感的方法，主要有阻抗分析法、交流電橋法和LC振蕩法。

阻抗分析法是將一定頻率的交流電源，經(jīng)過(guò)一個(gè)電阻，接至待測(cè)電感，測(cè)量待測(cè)電感上電壓和電流，計(jì)算出感抗。對(duì)于微小變化的情況，測(cè)量待測(cè)電感上電壓和電流變化很微弱，阻抗角的變化很小，尤其在高頻檢測(cè)時(shí)，相位延遲檢測(cè)難度大。加上工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾不確定，檢測(cè)結(jié)果很容易受到各種干擾的影響，因此不適合電磁檢測(cè)相關(guān)在線自動(dòng)檢測(cè)。