[发明专利]一种多频多种激励模式的电磁探伤传感装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多频多种激励模式的电磁探伤传感装置。

背景技术

随着钢铁冶炼工业的发展和进步，人们对金属无损探伤实现在线实时检测的要求越来越高，对能够在线监测金属结构的装置提出了迫切的需求。

目前使用的电磁探伤传感装置大多为单一激励单一采集，在使用过程中采样数据过于单一，往往无法全面的对缺陷参数进行有效合理的评定；即使有些传感系统采用多激励多采集模式，但由于只有一种激励模式，而且不能实现频率的灵活变化，使得这样的装置只能对特定的被测物质进行检测，即该装置的应用场合非常有限，因而大大的降低了该装置的实用性，与此同时这样的装置检测灵敏度和灵活性都很差。除此之外由于工业现场使用的金属固件的微结构、导电率、导磁率等因素的干扰，往往会造成对检测结果的误判，使得测试结果不准确。

发明内容

本发明提供的一种多频多种激励模式的电磁探伤传感装置，将EMT技术用于金属探伤，能够灵活的设定与改变系统激励频率，从而适合于对不同被测物质进行检测；能够灵活的切换系统的激励模式，在不同环境与应用场合下，可以选择适合的激励模式，从而达到最优的检测效果；采用了分时循环激励与检测方式，从而能够获得被测物质各个方位的检测信息，使得采样数据信息量更丰富更全面，提高了系统检测灵敏度和检测精度，可以实现在线实时的对被测金属进行检测，提高检测数据的实时性，而且功耗和成本低。

为了达到上述目的，本发明提供一种多频多种激励模式的电磁探伤传感装置，该电磁探伤传感装置包含激励信号产生通道、传感系统、检测信号输入通道、FPGA控制系统和上位机，激励信号产生通道连接FPGA控制系统的输出端，传感系统连接激励信号产生通道的输出端和检测信号输入通道的输入端，检测信号输入通道连接FPGA控制系统的输入端，上位机连接FPGA控制系统的输出端。

所述的FPGA控制系统包含信号连接的控制模块、FIR模块、数字解调模块、DDS模块和USB通信模块；控制模块用于控制激励信号产生通道和检测信号输入通道的多路开关的选通以及FPGA控制系统内部各个模块的通讯，FIR模块用于对检测信号输入通道输入的采样数据进行数字滤波，滤除掉噪声和高频干扰，数字解调模块提取出检测信号输入通道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模块用于产生激励信号输出给激励信号产生通道，激励信号频率、相位的设定非常灵活，USB通信模块用于和上位机通信。

所述的FPGA控制系统还包含DAC接口模块和ADC接口模块，该DAC接口模块通过第一SMA接口连接激励信号产生通道，该ADC接口模块通过第二SMA接口连接检测信号输入通道，该FPGA控制系统通过第三SMA接口连接检测信号输入通道。

所述的传感系统包含若干线圈，所述的若干线圈呈圆周对称均匀分布。

所述的线圈优选设置8个线圈。

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。

所述的激励信号产生通道包含第一四路选择开关和第二四路选择开关，该第一四路选择开关和第二四路选择开关分别连接传感系统中的线圈。

所述的激励信号产生通道还包含连接第一四路选择开关的第一功率电阻，连接第一功率电阻的第一功率放大器，连接第一功率放大器的第一滤波器，以及连接第一滤波器的第一DAC模块；该激励信号产生通道还包含连接第二四路选择开关的第二功率电阻，连接第二功率电阻的第二功率放大器，连接第二功率放大器的第二滤波器，以及连接第二滤波器的第二DAC模块；第一DAC模块和第二DAC模块通过第一SMA接口连接FPGA控制系统；DAC模块对FPGA控制系统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。