[发明专利]集成涡流无损检测系统

权利要求书

1.一种集成涡流无损检测系统，其特征在于：它包括信号发生装置、信号调理装置、数 据采集装置、数据通信接口单元以及主控制装置，所述信号发生装置用于产生涡流无损检测 用的正弦激励信号、双极性脉冲信号及多频涡流信号，所述信号调理装置用于对信号发生装 置产生的各种信号进行调理并输出至检测对象，所述主控制装置通过数据采集装置采集检测 对象反馈回的信号，所述主控制装置通过数据通信接口单元与外部控制系统相连；所述信号 发生装置包括第一系统主板单元、DDS信号发生单元、脉冲信号发生单元、多频信号发生单 元、功放单元以及第一模拟通道开关单元，所述DDS信号发生单元用来产生数控可调节参数 的正弦激励信号，所述脉冲信号发生单元用于接收正弦信号并产生数控可调节参数的双极性 脉冲信号，所述多频信号发生单元用于接收正弦信号并产生数控可调节参数的多频涡流信号， 所述功放单元用于对上述各信号发生单元所产生的正弦激励信号、双极性脉冲信号及多频涡 流信号进行功率放大并输出，第一系统主板单元通过I2C数据总线与其余各单元相连。

2.根据权利要求1所述的集成涡流无损检测系统，其特征在于：所述DDS信号发生单 元包括DDS信号发生控制器以及DDS信号发生器、无源低通滤波器、数控信号幅度增益单 元、单位增益差分放大器，所述DDS信号发生控制器控制DDS信号发生器产生正弦信号， 单位增益差分放大器用于将DDS信号发生器产生的两路单极性差分正弦信号转换成一路双 极性正弦信号，数控信号幅度增益单元用于将单位增益差分放大器输出的信号在满量程范围 内实现数控幅度调节，从而产生数控可调节参数的正弦信号。

3.根据权利要求2所述的集成涡流无损检测系统，其特征在于：所述脉冲信号发生单元 包括脉冲信号发生控制单元以及依次相连的过零比较器、可编程逻辑阵列、二选一模拟通道、 单极性转双极性单元和幅度调节单元，所述过零比较器用于将输入的正弦信号转换成为同频 率方波，可编程逻辑阵列用于将过零比较器输出的同频率方波相与和相或并分别输出，二选 一模拟通道用于将脉冲信号发生控制单元的指令在可编程逻辑阵列输出的两路脉冲波之间选 择一路输出到下一级，单极性转双极性单元用于将二选一模拟通道输出的单极性脉冲信号转 化成为双极性脉冲信号，幅度调节单元用于在脉冲信号发生控制单元的控制下实现脉冲信号 在满量程范围内的数控幅度调节，从而输出数控可调节参数的多频脉冲激励信号。

4.根据权利要求3所述的集成涡流无损检测系统，其特征在于：所述多频信号发生单元 包括多频信号发生控制单元以及依次相连的混频器、信号幅度调节单元，所述混频器用于将 输入模块的多路正弦信号叠加到一起构成多频信号，信号幅度调节单元用于在多频信号发生 控制单元的控制下将混频器输出的多频信号在满量程范围内实现程控幅度增益调节，从而输 出数控可调节参数的多频涡流信号。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的集成涡流无损检测系统，其特征在于：所述信号 调理装置包括第二系统主板单元、四路数控交流电桥、四路数控前置信号调理单元、第二模 拟开关阵列单元以及四路X-R正交分解器，所述数控交流电桥用于对输入的涡流传感器信号 进行调理，所述数控前置信号调理单元用于对由数控交流电桥输入的传感器信号进行数控幅 度调节，所述X-R正交分解器用于将输入的传感器信号分别提取出阻抗和电阻两个分量并完 成调理后输出，所述第二模拟开关阵列单元用于实现各信号的切换，所述第二系统主板单元 通过I2C数据总线与其余各单元相连。

6.根据权利要求5所述的集成涡流无损检测系统，其特征在于：所述数控交流电桥包括 数控交流电桥控制器、电桥平衡用精密电阻单元、数控可调电阻单元及电平转换单元，电平 转换单元和数控可调电阻单元在数控交流电桥控制器的控制下调节电桥结构。

7.根据权利要求6所述的集成涡流无损检测系统，其特征在于：所述数控前置信号调理 单元包括数控前置信号调理控制器、电平转换器、数控增益运放单元以及比较器，所述数控 增益运放单元在数控前置信号调理控制器的控制下对由数控交流电桥输入的传感器信号进行 数控幅度调节，所述比较器与数控前置信号调理控制器相连并用于控制调理的传感器信号幅 度的上限值。

8.根据权利要求7所述的集成涡流无损检测系统，其特征在于：所述X-R正交分解器 包括依次相连的四象限模拟乘法器、低通滤波器和增益放大器，所述四象限模拟乘法器用于 完成传感器信号与正交参考信号的调制，所述低通滤波器用于提取四象限模拟乘法器输出的 调制信号中的直流成分，所述增益放大器用于将低通滤波器输出的阻抗和电阻直流分量放大 到预定范围。