[發明專利]一種用于無損檢測的傳感系統

在審

• 申請號: 202011262703.3
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112378993A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 謝躍東;黃璞;李繼堯;孫江濤;徐立軍
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 王穎

本發明公開了一種用于無損檢測的傳感系統，包括，螺旋形傳感器模塊、信號激勵模塊、信號放大模塊、濾波模塊、信號分析缺陷檢測模塊；所述螺旋形傳感器模塊與所述信號激勵模塊、所述信號放大模塊連接；所述信號激勵模塊與所述螺旋形傳感器模塊、所述濾波模塊連接；所述信號放大模塊與所述螺旋形傳感器模塊、所述濾波模塊連接；所述濾波模塊與所述信號激勵模塊、所述信號放大模塊、所述信號分析缺陷檢測模塊連接；所述信號分析缺陷檢測模塊根據所述濾波模塊傳輸的數據信號進行分析，基于分析結果判定被檢測的目標物是否具有缺陷，傳感系統具有結構簡單，檢測靈敏度較高，實時測量等特點。

技術領域

本發明涉及一種無損檢測領域的傳感系統，此種系統可用于機械裝備、石油化工、航空航天等領域，屬于零部件小缺陷檢測領域。

背景技術

現如今，合金及復合材料因其優異的性能已經越來越廣泛的應用于機械裝備、石油化工、航空航天等領域。然而，由于部分工件長期受到載荷，產生疲勞和磨損損傷現象，進而導致安全事故的發生。為了降低缺陷的安全隱患、減少經濟損失，需要實現精確的缺陷檢測。

渦流檢測技術對合金及導電復合材料的探傷十分有效，其基本原理是搭載時變電流的激勵線圈會產生交變磁場，進而在導電材料表面及內部產生渦流；渦流會感生出二次磁場，并被接收線圈接收。根據試樣電磁特性與物理/結構特性之間的關系，可通過線圈阻抗的變化判斷被測件的缺陷情況。相比于其他無損檢測手段，渦流檢測具有(1)非接觸檢測，且不需要耦合劑，在高溫狀態下測量，受環境噪聲影響較小(2)檢測速度快、經濟、簡便、成本低(3)獲取的信號為電信號，方便后續處理等優點。然而由于傳統的渦流傳感器產生的磁場在工件表面相對稀疏，存在靈敏度低的問題，不利于工件小缺陷檢測。因此迫切需要一種的渦流傳感系統實現工件小缺陷的精確檢測。

微波技術(Detecting Defects in Outdoor Non-ceramic Insulators usingNear-field Microwave Non-destrctive Testing,IEEE Transactions on Dielectricsand Electrical Insulation,2010,17(2):402-407)及紅外熱成像技術(Characterizingdamage in CFRP structures using flash thermography in reflection andtransmission configurations，Composites Part B:Engineering,2014,57:35-46)用于無損檢測，但是這些傳感器結構和測量系統相對復雜、成本高。傳統的渦流檢測中通常使用空芯結構或圓柱形鐵氧體做為磁芯，激發的磁場較為均勻，對小缺陷檢測不夠敏感。

發明內容

針對上述問題，本發明設計一種用于無損檢測的傳感系統，該系統包括的螺旋形傳感器、信號激勵模塊、信號放大模塊、相敏檢波電路、低通濾波電路、數據采集模塊以及信號分析。其中螺旋形傳感器通過鐵氧體磁芯的設計，使激發的磁場更為集中，進而提高檢測的靈敏度。

本發明的目的是提供一種用于無損檢測的傳感系統，包括：

螺旋形傳感器模塊、信號激勵模塊、信號放大模塊、濾波模塊、信號分析缺陷檢測模塊；

所述螺旋形傳感器模塊與所述信號激勵模塊、所述信號放大模塊連接；

所述信號激勵模塊與所述螺旋形傳感器模塊、所述濾波模塊連接；

所述信號放大模塊與所述螺旋形傳感器模塊、所述濾波模塊連接；

所述濾波模塊與所述信號激勵模塊、所述信號放大模塊、所述信號分析缺陷檢測模塊連接；

所述信號分析缺陷檢測模塊根據所述濾波模塊傳輸的數據信號進行分析，基于分析結果判定被檢測的目標物是否具有小缺陷。