[发明专利]基于自由衰减振荡技术的金属检测系统及检测方法

说明书

本发明提供了一种基于自由衰减振荡技术的金属检测系统及检测方法。微处理器通过激励信号控制振荡模块的电子开关的状态使得振荡模块的线圈进入自由衰减振荡的状态，波形变换模块获得线圈的衰减振荡波形并变换为第二方波信号传输至微处理器，微处理器检测第二方波信号的第一上升沿至第二下降沿之间的第一时间间隔，以及根据该第一时间间隔与预设值的比较获得被测目标的特征。该方法包括：探测端无目标时的状态下金属检测系统检测所述第一时间间隔为初始间隔；再将被测目标置于探测端检测第一时间间隔与所述初始间隔进行比较，若此时获得的第一时间间隔变大，则被测目标为铁磁性材料若此时获得的第一时间间隔变小，则被测目标为非铁磁性材料。

技术领域

本发明涉及电涡流传感，具体地，涉及一种基于自由衰减振荡技术的金属检测系统及检测方法。

背景技术

各种机械设备中90％的材料都是由金属制造的，由于金属的选材不当或使用不当会造成材料的过早失效，严重的可能会发生重大事故。作为机械行业中质量控制的一个关键环节，产品使用前对原材料、半成品或成品的检测过程就显得越来越重要。

大连交通大学于2011年4月19日申请了公开号为102207487A的发明专利“金属材质特性快速鉴别仪系统”，该专利公开了一种金属材质特性快速鉴别仪系统,是一套具有学习功能的金属材质特性快速鉴别仪系统,通过对各材料的幅值谱与相位谱数值曲线进行比较,以用于金属材质的特性或产品质量的检测。包括键盘、系统控制环节、信号发生环节、传感环节、信号检测环节以及显示环节六部分；该发明具有学习、存储、产生可控的数字调频激励信号、输出-输入相对幅值谱检测、输出-输入相位差谱检测以及整体控制分析功能,对所测金属材料的材质特性或其是否符合应用要求进行判断。该发明系统以单片机作为检测控制器,具有智能化特点。可以无损检测金属材料的材质特性或判断产品是否合格。其中公开的方案是以幅值谱信号和相位谱信号分别检测幅值比及相位差进行判断，需要分别采集幅值及相位信息，增加了电路的复杂程度也增大了误差引入的可能性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于自由衰减振荡技术的金属检测系统及检测方法。仅需要处理一路信号，即自由衰减振荡信号受到金属影响，幅度相位同时变化，通过比较器，幅度相位均会引起比较器输出信号的占空比变化，形成一个叠加量，通过计算脉宽的时间t，作为判断的依据，较现有技术中需要分别采集幅值及相位而言，本发明更简单，这种检测方法和结构中，单线圈即可实现检测，电路较简单，信号特征量采集也较容易。

根据本发明提供的一种基于自由衰减振荡技术的金属检测系统，包括：谐振模块、波形变换模块、微处理器；所述谐振模块包括线圈和电子开关；

所述微处理器通过激励信号控制所述电子开关的状态使得所述线圈进入自由衰减振荡的状态，

所述波形变换模块获得所述线圈的衰减振荡波形并变换为第二方波信号传输至所述微处理器，

所述微处理器检测所述第二方波信号的第一上升沿至第二下降沿之间的第一时间间隔，以及根据该第一时间间隔与预设值的比较获得被测目标的特征。

作为一种优化方案，所述微处理器包括：通用输入输出模块、计数器模块、外设互联总线、模拟比较器模块以及处理器内核；

所述处理器内核分别与所述通用输入输出模块、计数器模块、外设互联总线、模拟比较器模块相连，所述计数器模块通过所述外设互联总线与所述模拟比较器模块互联；

所述输入输出模块根据所述处理器内核生成的指令向所述电子开关发送第一方波信号，控制所述电子开关的状态；

所述模拟比较器模块获取所述波形变换模块中的第二方波信号进行比较检测，在检测到所述第一上升沿后所述计数器模块开始计数，直到检测到所述第二下降沿停止计数获得所述第一时间间隔。