[发明专利]一种用于光激励热像无损检测的多模态激励系统

说明书

本发明公开了一种用于光激励热像无损检测的多模态激励系统，包括调制频率控制器、触摸式液晶屏、FPGA和多级驱动；调制频率控制器产生激励系统的最优调制频率，并输入到FPGA，FPGA根据最优调制频率和激励系统当前的工作模式产生相应的半桥SPWM控制信号和全桥PWM控制信号，多级驱动再通过半桥SPWM控制信号和全桥PWM控制信号对直流电压进行调理，使系统输出设定的锁相驱动功率或脉冲驱动功率。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，更为具体地讲，涉及一种用于光激励热像无损检测的多模态激励系统。

背景技术

光激励红外热成像(OpticalThermography FT)检测技术利用物体因结构或材料不同而导致的热辐射特性不同，采用主动加热方法对试件进行加热以激发显示表面及暗藏于表面之下的各种缺陷和损伤，使用热像仪连续记录并在显示屏上以灰度差或者伪彩图的形式反映试件各点的温度变化，再通过热波理论和计算机图像处理技术分析所采集的热图像序列得到缺陷的形状、深度、性质等相关信息，从而实现检测的目的。此技术安全无污染，可实现大面积、无接触的快速检测，更值得一提的是其对碳纤维增强复合材料(CFRP)的检效果远优于其他检测办法，如涡流法、感应热像法。

光激励热像法原理图如图1所示，由于其是基于热图的检测办法，检测时热量从热源开始扩散，缺陷的存在会扰乱热量的扩散行径使热模式异常，据此异常便可提取缺陷信息，故热源对系统的检测效果是至关重要的。若热源不理想，其自身就可给热模式带来异常，从而影响检测效果，故对热源的调理是十分有意义的，目前较为有效的热源调理办法为脉冲调理，脉冲热成像是通过阶跃或脉冲状热源对试件进行加热，该种加热办法有以下缺点：缺陷显现效果差、后期处理复杂，检测深度较浅等。故开发了本发明所述用于光激励热像法的多模态激励系统,用于锁相热成像和脉冲热成像，锁相热成像是指使用周期性调制热源,通过周期调制激励给待测试件进行周期性加热。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于光激励热像无损检测的多模态激励系统，利用SPWM技术对直流电压进行调理，使系统输出设定的锁相驱动功率或脉冲驱动功率。

为实现上述发明目的，本发明一种用于光激励热像无损检测的多模态激励系统，其特征在于，包括：

一调制频率控制器，用于产生激励系统的最优调制频率，并输入到FPGA；

一触摸式液晶屏，用于设置激励系统工作模式：锁相工作模式或脉冲工作模式；

一FPGA，根据最优调制频率和激励系统当前的工作模式产生相应的半桥SPWM控制信号和全桥PWM控制信号；

一多级驱动，包括半桥驱动电路和全桥驱动电路；

所述的半桥驱动电路包括两个场效应管Q1、Q2，以及两个滤波电容Cf、Cin1和一个滤波电感Lf；

外接的直流电源将直流高压功率输入到半桥驱动电路，通过滤波电容Cin1对其滤波，当场效应管Q1接收到半桥SPWM控制信号，场效应管Q2接收到与Q1互补的半桥SPWM控制信号后，通过收到的信号控制Q1、Q2的开断，并对加载到半桥驱动电路上的直流高压功率进行调制，使半桥驱动电路输出高压的SPWM电压信号，SPWM电压信号再分别经过滤波电感Lf和滤波电容Cf滤波后，得到正弦电压，并作为半桥驱动电路的输出输入到全桥驱动电路；

所述的全桥驱动电路包括四个场效应管Q3、Q4、Q5、Q6和一个滤波电容Cin2；

正弦电源输入到全桥驱动电路后，通过滤波电容Cin2对其滤波，当场效应管Q3、Q6接收到全桥PWM控制信号，场效应管Q4、Q5接收到与Q3、Q6互补的全桥PWM控制信号后，利用接收到的信号控制Q3、Q6的同步开断，Q4、Q5的同步开断，使正弦电压在Q3、Q6和Q4、Q5的交替控制下输出高幅度的正弦调制波信号，并作为全桥驱动电路的输出信号，该信号用于激励驱动系统灯。