[发明专利]一种欠阻尼状态脉冲涡流检测系统

权利要求书

1.一种欠阻尼状态脉冲涡流检测系统，包括脉冲信号发生器和功率放大器构成的激励信号源、欠阻尼状态脉冲涡流传感器、检测信号放大调理电路、A/D转换电路、计算机，其特征是：脉冲信号发生器产生低频脉冲信号经功率放大器放大后输出到欠阻尼状态脉冲涡流传感器，欠阻尼状态脉冲涡流传感器输出的检测信号经放大调理电路完成信号调理，再经由A/D转换电路转换为数字信号送至计算机，在计算机中完成信号分析和特征提取；该系统包含欠阻尼状态脉冲涡流传感器，该传感器由两个检测线圈和分别与之并联的电容构成，其中线圈的绕行方向相反，按反向串接方式连接，所述传感器由外至内依次为外壳体、磁屏蔽层和线圈外层骨架，线圈外层骨架内部布置检测线圈A、B，检测线圈A、B由在磁芯上绕制漆包线构成，A、B线圈绕行方向相反，磁芯采用高透磁率、低铁耗大仰角、高饱和磁通密度、高磁通密度特殊性能的铁基非晶合金材料FeCuNbSiB；两线圈分别并联电容，并与限流电阻构成电桥电路，线圈和电容参数需要配合选择，应满足的条件，以保证系统处于二阶欠阻尼状态，在脉冲信号激励下，传感器的响应为振幅衰减的正弦波信号，该正弦波信号包含材质不连续缺陷的相关信息，通过时频分析方法提取特征量，实现缺陷的定量检测。

2.根据权利要求1所述的一种欠阻尼状态脉冲涡流检测系统，其特征是：欠阻尼状态脉冲涡流的检测方法，具体为：

固定频率的脉冲信号经过功率放大作用于欠阻尼状态脉冲涡流传感器，由于传感器中线圈和电容参数配合设计保证其等效电路处于二阶欠阻尼状态，因此脉冲激励信号作用下，传感器的检测线圈中将产出振幅衰减的正弦波响应信号，该正弦波响应信号在周围建立起变化的磁场，导电工件在变化的磁场中产生同频率的涡流，工件的材质、形状、缺陷因素都将影响涡流的大小及分布，该涡流在周围建立起磁场并反作用于线圈，使经过传感器线圈的磁链路发生改变，从而影响了线圈的等效电感和电阻，由于传感器中A、B线圈反接，在同一因素影响下，A、B 线圈的电感变化正好相反，传感器电路构成差动电桥电路，其输出的信号即反映了工件的材质、形状、缺陷的变化，由于传感器设计保证其等效电路处于二阶欠阻尼状态，在脉冲信号激励下系统产生幅值衰减的正弦波响应信号，正是该正弦波响应信号具备比普通的脉冲涡流响应信号更丰富的信号特征，通过时频分析方法确定的特征量与工件缺陷大小深度成线性对应关系，从而实现缺陷的定量检测，改变传感器的参数即能改变响应信号的频率以适应不同材质、形状工件的检测需求。