[发明专利]ACFM数字化检测仪的信号调理电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号调理电路，尤其涉及一种ACFM数字化检测仪的信号调理电路。

背景技术

近年来，在涡流检测和漏磁检测基础上，发展起来一种新的无损检测技术——扰动磁场检测技术（Alternating Current Field Measurement，简称ACFM）。该技术利用导电材料在交变电流作用下，材料的缺陷裂纹将改变其周围的感应电流的分布，从而改变铁磁试件表面感应磁场的分布。通过测量表面感应磁场的变化，并根据数学模型的反演，确定裂纹缺陷的长度和深度特征。

铁磁构件在使用过程中，在应力腐蚀、疲劳载荷、内部工作介质或外部工作环境的作用下，易在开槽、空洞、应力集中处，和焊缝及其热影响区域产生表面裂纹。裂纹缺陷是金属构件的一种主要损伤形式，裂纹尺寸是评价构件安全可靠性的重要参数。对构件进行无损检测时能快速、方便、准确地检测出裂纹等缺陷，并能进行精确地定量表征，对于预防构件的断裂故障和防止重大恶性事故的发生具有重要意义。

传统的无损检测方法如渗透检测和磁粉检测，其检测灵敏度较高，但其对构件表面要求较高，需要对表面进行除漆等清理工作，增加了大量的检修工时和作业量；超声检测则因为构件表面粗糙不平而声耦合较差，使得准确定量检测比较困难；涡流检测实现了非接触检测，无需耦合介质，但由于影响检测信号因素较多，对检测人员素质要求高，易造成漏判或误判，影响检测质量。扰动磁场检测技术是一种新的检测技术，该方法检测速度快、精度高，定性、定量检测一次完成，能实现非接触检测，无需清理金属表面的油漆和涂层，同时不需要标定试块，具有传统无损检测方法无法比拟的优点。研制新的扰动磁场检测仪将具有广阔的应用前景。

在20世纪末，英国的技术软件公司(TSC公司)就已经试验开发了基于扰动磁场检测的相关仪器，开始探索性应用于海洋石油平台的检测。但由于该仪器价格昂贵，测量精度还有待于提高，在我国还没有得到应用。目前，在国内根据报道，在实验室研制的交流电磁场检测系统所用的信号调理电路，存在适用性差、测量种类单一、测量精度不高且具有无法数字控制的缺点，不适于制备高性价比的高端检测仪器。

在运用交流电磁场检测技术进行无损检测时，检测信号非常微弱，通常都是毫伏级且信噪比低。在检测仪器中信号调理电路是非常重要的组成部分，涉及到有效提高检测信号的信噪比，并为后级处理提供稳定的信号增益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种ACFM数字化检测仪的信号调理电路，克服目前交流电磁场检测中信号调理电路存在的各种弊端。

本发明是这样实现的，它包括信号输入电路、程控增益放大电路、带通滤波电路、增益可调放大电路、真有效值转换电路、信号输出电路、MCU接口和自适应时钟信号，其特征是信号输入电路连接程控增益放大电路，程控增益放大电路连接带通滤波电路，带通滤波电路连接增益可调放大电路，增益可调放大电路连接真有效值转换电路、真有效值转换电路连接信号输出电路、MCU接口连接程控增益放大电路和带通滤波电路、自适应时钟信号连接带通滤波电路；所述程控增益放大电路使用低噪声的集成运算放大器并可由MCU控制放大倍数；所述带通滤波电路可由MCU程序和自适应时钟信号两种方式控制；所述的自适应时钟信号包括正弦波变方波电路、锁相倍频电路和带通滤波电路。

本发明的技术效果是：克服了当前ACFM信号调理电路适用性差、测量种类单一、测量精度不高且无法数字控制的缺点，具有适用范围宽，检测精度高，数字可控，工作稳定可靠的特点，可用于高性价比的ACFM检测仪器的信号调理电路。

附图说明

图1 为本发明的电原理方框图。

图2 为本发明自适应时钟信号的电原理方框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。