[发明专利]集成涡流无损检测系统

说明书

技术领域

本发明主要涉及到无损检测设备领域，特指一种集成涡流无损检测系统。

背景技术

涡流无损检测技术是以电磁感应为基础的无损检测技术，是五大常规无损检测方法之一。 近年来，随着科学技术的发展，涡流检测技术在开发使用方面取得了突破性的进展。从硬件 技术方面来看，大规模、超大规模集成电路的应用大大缩小了仪器的体积和功耗；从软件技 术方面看，计算机处理器的性能大幅度提高，以”软”代”硬”成为一种趋势。目前涡流无损检 测技术已经被广泛的应用于对不同材料和结构的检测，例如：对飞机结构的检测、压力容器 的检测、焊接结构的检测等等。随着计算机技术和信息理论的飞速发展，涡流无损检测仪器 的趋势已经朝着小型化、智能化、多功能化发展。常规涡流无损检测方法包含单频、多频、 脉冲、阵列、ACFM无损检测等。各种涡流无损检测手段的激励方式，传感器规格，判断方 式等都有不同，并且各有优缺点，比如单频涡流无损检测针对表面细小裂纹缺陷(例如飞机 蒙皮)就有良好的检测效果，然而由于集肤效应的影响针对深层缺陷的检测效果(例如飞机 多层结构)就不好。而脉冲涡流无损检测手段恰恰相反。目前而言，在实际的使用过程中， 常常是每种检测手段对应一台仪器，因此在很多原位场合，比如航空维修，常见的就是3、4 台仪器一起使用，增加了对操作人员的技术要求，并且由于反复混合使用多种不同的仪器， 容易造成操作者失误，产生漏检情况，造成严重后果。此外，很多特定的被检测对象往往需 要结合两种或者两种以上的涡流无损检测手段的检测信息进行二次处理才能提高检测精度， 因此实际情况下就需要多步骤才能完成一次检验，存在检测时间长，效率低，精度不高，对 操作人员技能要求高，并且由于没有统一的集成系统平台，不方便信息融合算法和软件的开 发和完善。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构 紧凑、体积小、适用范围广、功能集成度高、采用模块化设计、稳定可靠的集成涡流无损检 测系统。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

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。

作为本发明的进一步改进：

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。

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。

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。