[发明专利]一种多频多种激励模式的电磁探伤传感装置

权利要求书

1.一种多频多种激励模式的电磁探伤传感装置，其特征在于，该电磁探伤传感装置包含激励信号产生通道（1）、传感系统（2）、检测信号输入通道（3）、FPGA控制系统（4）和上位机（5），激励信号产生通道（1）连接FPGA控制系统（4）的输出端，传感系统（2）连接激励信号产生通道（1）的输出端和检测信号输入通道（3）的输入端，检测信号输入通道（3）连接FPGA控制系统（4）的输入端，上位机（5）连接FPGA控制系统（4）的输出端。

2.如权利要求1所述的多频多种激励模式的电磁探伤传感装置，其特征在于，所述的FPGA控制系统（4）包含信号连接的控制模块（410）、FIR模块（44）、数字解调模块（46）、DDS模块（47）和USB通信模块（45）；控制模块（410）用于控制激励信号产生通道（1）和检测信号输入通道（3）的多路开关的选通以及FPGA控制系统（4）内部各个模块的通讯，FIR模块（44）用于对检测信号输入通道（3）输入的采样数据进行数字滤波，滤除掉噪声和高频干扰，数字解调模块（46）提取出检测信号输入通道（3）输入的信号的实部与虚部信息用于获取检测信号的幅值和相位信息；DDS模块（47）用于产生激励信号输出给激励信号产生通道（1），激励信号频率、相位的设定非常灵活，USB通信模块（45）用于和上位机（5）通信。

3.如权利要求2所述的多频多种激励模式的电磁探伤传感装置，其特征在于，所述的FPGA控制系统（4）还包含DAC接口模块（49）和ADC接口模块（48），该DAC接口模块（49）通过第一SMA接口（41）连接激励信号产生通道（1），该ADC接口模块（48）通过第二SMA接口（42）连接检测信号输入通道（3），该FPGA控制系统（4）通过第三SMA接口（43）连接检测信号输入通道（3）。

4.如权利要求1所述的多频多种激励模式的电磁探伤传感装置，其特征在于，所述的传感系统（2）包含若干线圈，所述的若干线圈呈圆周对称均匀分布。

5.如权利要求4所述的多频多种激励模式的电磁探伤传感装置，其特征在于，所述的线圈优选设置8个线圈（21~28）。

6.如权利要求5所述的多频多种激励模式的电磁探伤传感装置，其特征在于，所述的线圈的绕线匝数、绕线密度以及线圈阻抗值相同，各线圈的电感值差别在低频时约为0.2%~0.4%，高频时维持在0.1%，线圈的绕线匝数范围为50~300，线圈的圆周直径范围为0.1mm~10mm。

7.如权利要求4所述的多频多种激励模式的电磁探伤传感装置，其特征在于，所述的激励信号产生通道（1）包含第一四路选择开关（11）和第二四路选择开关（12），该第一四路选择开关（11）和第二四路选择开关（12）分别连接传感系统（2）中的线圈。

8.如权利要求7所述的多频多种激励模式的电磁探伤传感装置，其特征在于，所述的激励信号产生通道（1）还包含连接第一四路选择开关（11）的第一功率电阻（13），连接第一功率电阻（13）的第一功率放大器（15），连接第一功率放大器（15）的第一滤波器（17），以及连接第一滤波器（17）的第一DAC模块（19）；该激励信号产生通道（1）还包含连接第二四路选择开关（12）的第二功率电阻（14），连接第二功率电阻（14）的第二功率放大器（16），连接第二功率放大器（16）的第二滤波器（18），以及连接第二滤波器（18）的第二DAC模块（110）；第一DAC模块（19）和第二DAC模块（110）通过第一SMA接口（41）连接FPGA控制系统（4）；DAC模块对FPGA控制系统（4）发送的激励信号进行数模转换，滤波器对信号滤波，功率放大器对激励信号进行功率放大，获取比较强的激励主磁场，有利于检测信号的提取，功率电阻限流降压，保护电路，四路选择开关根据不同激励模式来选通相应的线圈作为激励线圈，将激励信号施加到激励线圈上产生激励主磁场。

9.如权利要求4所述的多频多种激励模式的电磁探伤传感装置，其特征在于，所述的检测信号输入通道（3）包含分别连接传感系统（2）中的线圈的八个四路选择开关（33）、连接八个四路选择开关（33）的八路选择开关（35）、连接八路选择开关（35）的PGA模块（36），分别连接八个四路选择开关（33）、八路选择开关（35）和PGA模块（36）的锁存器（37）、以及连接PGA模块（36）的ADC模块（38）；ADC模块（3）通过第二SMA接口（42）连接FPGA控制系统（4），锁存器（37）通过第三SMA接口（43）连接FPGA控制系统（4）；四路选择开关用于选通放大级数，八路选择开关（35）用于选通检测信号输入通道，将检测信号送入ADC模块（38），即每次只能对一个检测线圈的检测信号进行采集处理，PGA模块（36）为可编程放大器，作为预放大器，锁存器（37）用于锁存检测信号输入通道（3）中的四路选择开关和八路选择开关以及所述的激励信号输入通道（1）中的四路选择开关的选通信号，ADC模块（38）对信号进行模数转换。