專利名稱：一種金屬缺陷渦流檢測(cè)裝置及其探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混頻技術(shù)，以及一種金屬材料缺陷無(wú)損檢測(cè)裝置及相關(guān)探頭結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
金屬材料的缺陷檢測(cè)在軍工領(lǐng)域具有重要意義。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，載有交流電的線圈會(huì)在靠近它的金屬材料中感應(yīng)出渦流，感應(yīng)的渦流反過(guò)來(lái)會(huì)影響檢測(cè)線圈周圍原有的磁場(chǎng)分布，從而導(dǎo)致檢測(cè)線圈的測(cè)量阻抗發(fā)生變化。渦流攜帶了金屬材料的厚度，缺陷、電導(dǎo)率等信息，通過(guò)測(cè)量因渦流引起的線圈阻抗變化可推知金屬材料的相關(guān)物理參數(shù)，如是否存在缺陷等。傳統(tǒng)的渦流檢測(cè)裝置因設(shè)備簡(jiǎn)單、使用方便、沒(méi)有污染，在金屬材料缺陷檢測(cè)方面 具有較大優(yōu)勢(shì)，但受限于渦流的趨膚效應(yīng)，一般只適于金屬材料表面及近表面的測(cè)量；用于金屬管道檢測(cè)的遠(yuǎn)場(chǎng)渦流沒(méi)有趨膚效應(yīng)的限制，可以相同的靈敏度檢測(cè)管內(nèi)外壁的缺陷，但較難準(zhǔn)確判別缺陷所在位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種金屬缺陷渦流檢測(cè)裝置及其探頭，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的部分或全部缺陷。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下
本發(fā)明用于進(jìn)行金屬缺陷渦流檢測(cè)的探頭由兩個(gè)線圈組組成，每一個(gè)線圈組由一個(gè)大線圈和一個(gè)小線圈組成，每一個(gè)線圈組內(nèi)的大線圈和小線圈依遠(yuǎn)場(chǎng)方式布置，所述兩個(gè)線圈組呈鏡像排列；在每一個(gè)線圈組中，大線圈與低頻激勵(lì)信號(hào)連接，小線圈與高頻激勵(lì)信號(hào)連接且用于檢測(cè)高頻信號(hào)和低頻信號(hào)。本發(fā)明含有上述探頭的金屬缺陷渦流檢測(cè)裝置還包括單片機(jī)控制器、高頻正弦信號(hào)發(fā)生電路及其90度移相電路、低頻正弦信號(hào)發(fā)生電路及其90度移相電路、通訊模塊、功率放大電路、儀表放大電路、分頻濾波電路、第一相敏檢波電路、第二相敏檢波電路、放大電路和上位機(jī)；所述單片機(jī)控制器與高頻正弦信號(hào)發(fā)生電路、低頻正弦信號(hào)發(fā)生電路、通訊模塊分別連接，高頻正弦信號(hào)發(fā)生電路、低頻正弦信號(hào)發(fā)生電路分別與功率放大電路連接，所述探頭與功率放大電路、儀表放大電路分別連接，分頻濾波電路與儀表放大電路、第一相敏檢波電路、第二相敏檢波電路分別連接，高頻正弦信號(hào)發(fā)生電路、低頻正弦信號(hào)發(fā)生電路分別與各自的90度移相電路連接，所述高頻正弦信號(hào)發(fā)生電路及其90度移相電路分別與所述第一相敏檢波電路連接，所述低頻正弦信號(hào)發(fā)生電路及其90度移相電路分別與第二相敏檢波電路連接，所述第一相敏檢波電路、第二相敏檢波電路、通訊模塊分別與放大電路連接，所述通訊模塊與上位機(jī)連接。進(jìn)一步地，本發(fā)明金屬缺陷渦流檢測(cè)裝置還包括機(jī)械掃描裝置，所述上位機(jī)與機(jī)械掃描裝置的運(yùn)動(dòng)控制卡連接，所述探頭固定在機(jī)械掃描裝置上。進(jìn)一步地，本發(fā)明金屬缺陷渦流檢測(cè)裝置的各所述90度移相電路包含0P37芯片、第一電阻R7、第二電阻R8、第三電阻R6、第一電容C9、第二電容CIO、第三電容C11、第十四電容C7和第十五電容C8，所述0P37芯片的第I管腳和第2管腳相連，0P37芯片的第I管腳和第2管腳均與第一電阻R7和第二電阻R8的一端相連，第一電阻R7的另一端與0P37芯片的第6管腳連接，第二電阻R8的另一端與0P37芯片的第5管腳連接，且0P37芯片的第5管腳通過(guò)第三電容Cll接地，0P37芯片的第6管腳與第三電阻R6的一端連接，第三電阻R6的另一端與0P37芯片的第7管腳連接，0P37芯片的第8管腳分別通過(guò)第十四電容C7、第十五電容C8接地，且0P37芯片的第8管腳接正12v電源，0P37芯片的第4管腳接負(fù)12v電源，且0P37芯片的第4管腳分別通過(guò)第一電容C9、第二電容ClO接地，0P37芯片的第3管腳接輸入信號(hào)。進(jìn)一步地，本發(fā)明金屬缺陷渦流檢測(cè)裝置的所述第一相敏檢波電路和第二相敏檢波電路均由兩個(gè)相敏檢波電路構(gòu)成，各所述相敏檢波電路包括AD734AQ芯片和0P37芯片，所述AD734AQ芯片的第I管腳連接所采集的電壓信號(hào)VOLSIG，AD734AQ芯片的第2管腳、第3管腳、第4管腳、第5管腳、第7管腳、第10管腳分別接地，AD734AQ芯片的第6管腳接輸入信號(hào)，AD734AQ芯片的第8管腳接負(fù)12v電源，且AD734AQ芯片的第8管腳分別通過(guò)第四電容C24、第五電容C25接地，AD734AQ芯片的第14管腳連接正12v電源，且AD734AQ芯片·的第14管腳分別通過(guò)第六電容C16、第七電容C18接地，AD734AQ芯片的第11管腳與第12管腳連接，且AD734AQ芯片的第11管腳和第12管腳共接第四電阻R17的一端；所述0P37芯片的第I管腳與第五電阻R15的一端、第八電容C20的一端分別連接，第五電阻R15的另一端與0P37芯片的第2管腳連接，且0P37芯片的第2管腳通過(guò)第六電阻R16接地，0P37芯片的第3管腳通過(guò)第九電容C21接地，且0P37芯片的第3管腳接第七電阻R18的一端，第七電阻R18的另一端分別接所述第四電阻R17的另一端和所述第八電容C20的另一端，0P37芯片的第4管腳接負(fù)12v電源，且0P37芯片的第4管腳分別通過(guò)第十電容C22、第十一電容C23接地，0P37芯片的第8管腳接正12v電源，且0P37芯片的第8管腳分別通過(guò)第十二電容C17、第十三電容C19接地。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1.高頻正弦信號(hào)高達(dá)數(shù)兆赫茲，可據(jù)此準(zhǔn)確計(jì)算金屬板材上層或金屬管材內(nèi)壁與探頭的距離；
2.低頻信號(hào)采用遠(yuǎn)場(chǎng)渦流方式，克服了趨膚效應(yīng)的限制，增大了缺陷測(cè)量范圍，將其拓寬應(yīng)用于板狀金屬材料檢測(cè)中；
3.采用高低混頻技術(shù)，綜合高低頻檢測(cè)信號(hào)，可快速準(zhǔn)確獲得較大范圍內(nèi)金屬材料的缺陷信息；
4.采用DDS集成芯片產(chǎn)生正弦信號(hào)，所需信號(hào)的頻率、幅值、及持續(xù)時(shí)間更改方便，采用聞性能乘法芯片及聞帶寬運(yùn)放芯片提聞了電路性能；
5.本發(fā)明裝置可將遠(yuǎn)場(chǎng)低頻渦流結(jié)構(gòu)也應(yīng)用于板狀金屬材料，同時(shí)結(jié)合傳統(tǒng)渦流，可實(shí)現(xiàn)較大范圍的板狀或管狀金屬材料缺陷檢測(cè)。
6.本發(fā)明檢測(cè)裝置對(duì)其探頭進(jìn)行混頻激勵(lì)，綜合了常規(guī)渦流和遠(yuǎn)場(chǎng)渦流技術(shù)，可同時(shí)獲得較大范圍內(nèi)板狀金屬材料的上、下表面以及管狀金屬材料的內(nèi)、外壁的缺陷信息。


圖I是本發(fā)明高頻采用自感方式工作的探頭結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明金屬缺陷渦流檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明的一種實(shí)施方式的高頻正弦信號(hào)發(fā)生電路 圖4是本發(fā)明的一種實(shí)施方式的90度移相電路 圖5是本發(fā)明的一種實(shí)施方式的相敏檢波電路圖。
具體實(shí)施例方式 本發(fā)明采用了混頻渦流檢測(cè)技術(shù)，對(duì)探頭施加高、低頻兩種正弦激勵(lì)信號(hào)，高頻信號(hào)采 用常規(guī)渦流檢測(cè)方式，低頻信號(hào)采用遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)方式。
本發(fā)明為提高信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍，其探頭采用差動(dòng)探頭結(jié)構(gòu)。本發(fā)明探頭的具體結(jié)構(gòu)如圖I所示，它由兩個(gè)線圈組組成，兩個(gè)線圈組呈鏡像排列；每一個(gè)線圈組由軸心相距一定距離的一個(gè)大線圈和一個(gè)小線圈組成且每一個(gè)線圈組內(nèi)的大線圈和小線圈依遠(yuǎn)場(chǎng)方式布置；在每一個(gè)線圈組中，大線圈通以低頻正弦信號(hào)，小線圈通以高頻正弦信號(hào)，小線圈作為信號(hào)的檢測(cè)線圈，接收高、低頻信號(hào)。圖I中，高頻采用自感方式檢測(cè)，因此高頻的激勵(lì)小線圈與檢測(cè)小線圈是同一線圈。如圖2所示，利用本發(fā)明的探頭進(jìn)行金屬缺陷渦流檢測(cè)裝置主要包括探頭、單片機(jī)控制器、高頻信號(hào)發(fā)生電路及其90度移相電路、低頻信號(hào)發(fā)生電路及其90度移相電路、通訊模塊、功率放大電路、儀表放大電路、分頻濾波電路、第一相敏檢波電路I、第二相敏檢波電路II、放大電路和上位機(jī)。其中，單片機(jī)控制器與高頻信號(hào)發(fā)生電路、低頻信號(hào)發(fā)生電路、通訊模塊分別連接，高頻信號(hào)發(fā)生電路、低頻信號(hào)發(fā)生電路分別與功率放大電路連接，探頭與功率放大電路、儀表放大電路分別連接，分頻濾波電路與儀表放大電路、第一相敏檢波電路I、第二相敏檢波電路II分別連接，高頻信號(hào)發(fā)生電路、低頻信號(hào)發(fā)生電路分別與各自的90度移相電路連接，高頻信號(hào)發(fā)生電路及其90度移相電路分別與所述第一相敏檢波電路I連接，低頻信號(hào)發(fā)生電路及其90度移相電路分別與第二相敏檢波電路II連接，第一相敏檢波電路I、第二相敏檢波電路II、串口通訊模塊分別與放大電路連接，通訊模塊與上位機(jī)連接。相對(duì)普通運(yùn)放，儀表運(yùn)放采用差分輸入方式，抑制共模干擾，可提高檢測(cè)精度。相對(duì)普通運(yùn)放，功率放大電路可以提高信號(hào)帶負(fù)載能力，輸出較大電流，增加激勵(lì)磁場(chǎng)和感應(yīng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度。上位機(jī)通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制卡對(duì)機(jī)械掃描裝置進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)動(dòng)方式(例如，何時(shí)啟停、運(yùn)動(dòng)速度、方向、加速度等)的控制。使用本發(fā)明金屬缺陷渦流檢測(cè)裝置對(duì)板狀金屬材料進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，為提高檢測(cè)精確度，可配置機(jī)械掃描裝置，將探頭固定在機(jī)械掃描裝置上；上位機(jī)與機(jī)械掃描裝置的運(yùn)動(dòng)控制卡(即掃描控制器)連接。本發(fā)明中，高頻正弦信號(hào)發(fā)生電路和低頻正弦信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生的信號(hào)均為正弦信號(hào)。如圖3所示，作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，高頻正弦信號(hào)發(fā)生電路以AD9832芯片為核心構(gòu)成。其中，AD9832的第I管腳通過(guò)電阻Rl接模擬地，AD9832的第2管腳、第3管腳通過(guò)電容C3接模擬地，AD9832的第4管腳通過(guò)零歐電阻接正3. 3v電源，AD9832的第5管腳接數(shù)字地，AD9832的第7管腳、第8管腳、第9管腳分別與單片機(jī)控制器的相關(guān)控制口連接，AD9832的第10管腳、第11管腳、第12管腳接數(shù)字地，AD9832的第13管腳接模擬地，AD9832的第14管腳通過(guò)電阻R3與模擬地連接，AD9832的第15管腳與正3. 3v電源、電容Cl的一腳連接，AD9832的第16管腳通過(guò)電容C2與正3. 3v電源、電容Cl的一端連接，電容Cl的另一管腳接模擬地，AD9832的第6管腳與有源時(shí)鐘的第3管腳連接，有源時(shí)鐘的第4管腳接正3. 3v電源，并通過(guò)電容C5接地，有源時(shí)鐘的第2管腳接數(shù)字地，有源時(shí)鐘的第I管腳懸空。
高頻正弦信號(hào)發(fā)生電路和低頻正弦信號(hào)發(fā)生電路中的集成芯片AD9832由單片機(jī)控制器控制產(chǎn)生高頻、低頻兩路正弦波，兩路信號(hào)隔直后進(jìn)行功率放大驅(qū)動(dòng)探頭。在DDS1、DDS2信號(hào)發(fā)生電路中均加90度移相電路，從而產(chǎn)生與激勵(lì)信號(hào)正交的高低頻信號(hào)。
如圖4所示，與高頻正弦信號(hào)發(fā)生電路連接的90度移相電路以芯片OP37為核心構(gòu)成。0卩37芯片的第I管腳和第2管腳相連，OP37芯片的第I管腳和第2管腳與第一電阻R7、第二電阻R8的一端相連，第一電阻R7的另一端與OP37芯片的第6管腳連接，第二電阻R8的另一端與OP37芯片的第5管腳連接，且OP37芯片的第5管腳通過(guò)第三電容Cll接地，OP37芯片的第6管腳與第三電阻R6的一端連接，第三電阻R6的另一端與OP37芯片的第7管腳連接，OP37芯片的第8管腳分別通過(guò)第十四電容C7、第十五電容C8接地，且OP37芯片的第 8管腳接正12v電源，OP37芯片的第4管腳接負(fù)12v電源，且OP37芯片的第4管腳分別通過(guò)第一電容C9、第二電容ClO接地，OP37芯片的第3管腳接輸入信號(hào)。高頻正弦信號(hào)產(chǎn)生電路及其90度移相電路的結(jié)構(gòu)分別如圖3、圖4所示。低頻正弦信號(hào)發(fā)生電路及其90度移相電路與高頻正弦信號(hào)產(chǎn)生電路及其90度移相電路基本相同，區(qū)別在于移相電路的電容取值不同。
激勵(lì)信號(hào)經(jīng)功率放大后驅(qū)動(dòng)探頭。本發(fā)明的功率放大電路可采用甲乙類推挽放大電路。
探頭的輸出信號(hào)經(jīng)儀表放大電路及分頻頻濾波電路后分別與功率放大前的同頻激勵(lì)信號(hào)及與其90度正交信號(hào)送入兩路相敏檢波器進(jìn)行乘法運(yùn)算。
由于探頭輸出信號(hào)的有效成分為與參考信號(hào)同頻率的正弦信號(hào)，二者乘積的差頻部分為直流信號(hào)。而噪聲與參考信號(hào)沒(méi)有相關(guān)性將被相敏檢波器充分抑制。相敏檢波技術(shù)是一種具有強(qiáng)抗干擾能力的微弱信號(hào)提取技術(shù)，可極大地提高系統(tǒng)信噪比。
第一相敏檢波電路I和第二相敏檢波電路II均由兩個(gè)相敏檢波電路單元構(gòu)成，分別對(duì)高、低頻信號(hào)進(jìn)行處理。四個(gè)相敏檢波電路單元的構(gòu)成相同，均如圖5所示。如圖5所示，各相敏檢波電路單元由乘法器和低通濾波器組成，乘法器和低通濾波器分別以AD734AQ芯片和0P37芯片為核心。其中，AD734AQ芯片的第I管腳接所采集的電壓信號(hào)VOLSIG，AD734AQ芯片的第2管腳、第7管腳、第10管腳分別接地，AD734AQ芯片的第3管腳、第4管腳、第5管腳亦分別接地，AD734AQ芯片的第6管腳接參考信號(hào)SIGNAL，AD734AQ芯片的第8管腳接負(fù)12v電源，且AD734AQ芯片的第8管腳分別通過(guò)第四電容C24、第五電容C25接地，AD734AQ芯片的第14管腳接正12v電源，且AD734AQ芯片的第14管腳分別通過(guò)第六電容C16、第七電容C18接地，AD734AQ芯片的第11管腳與第12管腳連接，且AD734AQ芯片的第11管腳和第12管腳共接第四電阻R17的一端。0P37芯片的第I管腳與第五電阻R15的一端、第八電容C20的一端分別連接，第五電阻R15的另一端與0P37芯片的第2管腳連接，且0P37芯片的第2管腳通過(guò)第六電阻R16接地，0P37芯片的第3管腳通過(guò)第九電容C21接地，且0P37芯片的第3管腳接第七電阻R18的一端，第七電阻R18的另一端分別接第四電阻R17的另一端和第八電容C20的另一端，0P37芯片的第4管腳接負(fù)12v電源，且0P37芯片的第4管腳分別通過(guò)第十電容C22、第i^一電容C23接地，0P37芯片的第8管腳接正12v電源，且0P37芯片的第8管腳分別通過(guò)第十二電容C17、第十三電容C19接地。
第一相敏檢波電路I和第二相敏檢波電路II中的相敏檢波電路單元的區(qū)別在于AD734AQ芯片的第I管腳所接電壓信號(hào)VOLSIG和第6管腳所接參考信號(hào)SIGNAL不同。第一相敏檢波電路I中的兩片AD734AQ芯片的第I管腳所接電壓信號(hào)均為高頻檢測(cè)電壓信號(hào)，第二相敏檢波電路II中的兩片AD734AQ芯片第I管腳所接電壓信號(hào)均為低頻檢測(cè)電壓信號(hào)。第一相敏檢波電路I中的兩片AD734AQ芯片的第6管腳分別接高頻信號(hào)和高頻90度移相信號(hào)，第二相敏檢波電路II中的兩片AD734AQ芯片的第6管腳分別接低頻信號(hào)和低頻90度移相信號(hào)。本發(fā)明金屬缺陷渦流檢測(cè)裝置基于混頻技術(shù)的，利用圖I所示的探頭對(duì)金屬缺陷進(jìn)行檢測(cè)，低頻采用遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)方式，高頻采用常規(guī)渦流檢測(cè)方式，綜合了遠(yuǎn)場(chǎng)渦流及常規(guī)渦流檢測(cè)技術(shù)。 高頻檢測(cè)時(shí)，本發(fā)明金屬缺陷渦流檢測(cè)裝置利用提離效應(yīng)檢測(cè)金屬板上層表面或管內(nèi)壁的缺陷情況，電路的測(cè)量頻率可高達(dá)數(shù)兆赫茲，在此頻率段附近，由于趨膚效應(yīng)，絕大多數(shù)金屬材料中感應(yīng)的渦流將幾乎完全趨于材料表面，因此可極大地抑制因金屬材料厚度不同或不同金屬材料電導(dǎo)率相異而引起的信號(hào)差異，較準(zhǔn)確獲得探頭離金屬板上表面或管內(nèi)壁的距離。
低頻檢測(cè)時(shí)，激勵(lì)線圈(即大線圈)和檢測(cè)線圈(即小線圈)的距離通常為金屬管材內(nèi)徑的2-3倍(當(dāng)被測(cè)試件為管材時(shí))，或?yàn)榻饘侔宀暮穸鹊?-3倍(當(dāng)被測(cè)試件為板材時(shí))。激勵(lì)線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)穿過(guò)板狀金屬的上表面或管狀金屬的管內(nèi)壁向外擴(kuò)散，在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)穿過(guò)板狀金屬的下表面或管狀金屬的管外壁向內(nèi)擴(kuò)散，被檢測(cè)線圈接收。檢測(cè)線圈接收到的信號(hào)的幅度和相位與金屬材料厚度有關(guān)，若存在缺陷，則信號(hào)將發(fā)生改變，據(jù)此判斷金屬材料的厚度變化情況，因通過(guò)高頻信號(hào)可獲得金屬板上表面或管內(nèi)壁的平整度信息，加之低頻檢測(cè)信號(hào)可較完整地得到金屬板上下表面或管內(nèi)外壁的缺陷情況。采用混頻技術(shù)，拓寬了常規(guī)渦流金屬材料缺陷的可檢測(cè)范圍，并可一次性得到較完整的缺陷信息。
上位機(jī)裝有Iabview編寫的渦流檢測(cè)軟件，可選用Iabview軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)控制、采集和顯示。將探頭置于被測(cè)試件(如導(dǎo)體金屬)的上方，在上位機(jī)的Iabview程序中設(shè)置機(jī)械掃描裝置的掃描速度和激勵(lì)頻率，啟動(dòng)掃描控制器后，可使探頭按照要求掃描被測(cè)試件。
單片機(jī)控制器控制AD9832芯片產(chǎn)生高低頻激勵(lì)信號(hào)經(jīng)功率放大后送往探頭，探頭隨機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)，在掃描被測(cè)試件過(guò)程中，采集的渦流高低頻檢測(cè)信號(hào)所攜帶的被測(cè)試件的相關(guān)信息，將其送往儀表放大器放大并濾波后連同高頻信號(hào)、低頻信號(hào)及各自90度移相信號(hào)分別送往第一相敏檢波電路I和第二相敏檢波電路II中的乘法器芯片的相應(yīng)輸入管腳。相敏檢波電路中的低通濾波器得到的兩路直流信號(hào)與乘法器的兩路輸入信號(hào)(gp檢測(cè)信號(hào)和同頻參考信號(hào))的各自幅值及其信號(hào)間的相位差的正余弦有關(guān)。由于參考信號(hào)的幅值已知，由得到的兩路直流信號(hào)可方便求得檢測(cè)信號(hào)的幅值和相位。通過(guò)第一相敏檢波電路I和第二相敏檢波電路II這兩路相敏檢波電路可分別獲得探頭的高、低頻檢測(cè)信號(hào)的幅值和相位信息。上位機(jī)中的Iabview程序?qū)Σ杉臏u流檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行必要的濾波處理后，根據(jù)高、低頻渦流檢測(cè)信號(hào)的幅值和相位信息得出被測(cè)金屬材料的缺陷信息。
權(quán)利要求
1.一種用于進(jìn)行金屬缺陷渦流檢測(cè)的探頭，其特征在于它由兩個(gè)線圈組組成，每一個(gè)線圈組由一個(gè)大線圈和一個(gè)小線圈組成，每一個(gè)線圈組內(nèi)的大線圈和小線圈依遠(yuǎn)場(chǎng)方式布置，所述兩個(gè)線圈組呈鏡像排列；在每一個(gè)線圈組中，大線圈與低頻激勵(lì)信號(hào)連接，小線圈與高頻激勵(lì)信號(hào)連接且用于檢測(cè)高頻信號(hào)和低頻信號(hào)。
2.一種含有權(quán)利要求I的探頭的金屬缺陷渦流檢測(cè)裝置，其特征在于還包括單片機(jī)控制器、高頻正弦信號(hào)發(fā)生電路及其90度移相電路、低頻正弦信號(hào)發(fā)生電路及其90度移相電路、通訊模塊、功率放大電路、儀表放大電路、分頻濾波電路、第一相敏檢波電路、第二相敏檢波電路、放大電路和上位機(jī)；所述單片機(jī)控制器與高頻正弦信號(hào)發(fā)生電路、低頻正弦信號(hào)發(fā)生電路、通訊模塊分別連接，高頻正弦信號(hào)發(fā)生電路、低頻正弦信號(hào)發(fā)生電路分別與功率放大電路連接，所述探頭與功率放大電路、儀表放大電路分別連接，分頻濾波電路與儀表放大電路、第一相敏檢波電路、第二相敏檢波電路分別連接，高頻正弦信號(hào)發(fā)生電路、低頻正弦信號(hào)發(fā)生電路分別與各自的90度移相電路連接，所述高頻正弦信號(hào)發(fā)生電路及其90度移相電路分別與所述第一相敏檢波電路連接，所述低頻正弦信號(hào)發(fā)生電路及其90度移相電路分別與第二相敏檢波電路連接，所述第一相敏檢波電路、第二相敏檢波電路、通訊模塊分別與放大電路連接，所述通訊模塊與上位機(jī)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬缺陷渦流檢測(cè)裝置，其特征在于還包括機(jī)械掃描裝置，所述上位機(jī)與機(jī)械掃描裝置的運(yùn)動(dòng)控制卡連接，所述探頭固定在機(jī)械掃描裝置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的金屬缺陷渦流檢測(cè)裝置，其特征在于各所述90度移相電路包含OP37芯片、第一電阻R7、第二電阻R8、第三電阻R6、第一電容C9、第二電容C10、第三電容C11、第十四電容C7和第十五電容C8，所述0P37芯片的第I管腳和第2管腳相連，0P37芯片的第I管腳和第2管腳均與第一電阻R7和第二電阻R8的一端相連，第一電阻R7的另一端與0P37芯片的第6管腳連接，第二電阻R8的另一端與0P37芯片的第5管腳連接，且0P37芯片的第5管腳通過(guò)第三電容Cll接地，0P37芯片的第6管腳與第三電阻R6的一端連接，第三電阻R6的另一端與0P37芯片的第7管腳連接，0P37芯片的第8管腳分別通過(guò)第十四電容C7、第十五電容C8接地，且0P37芯片的第8管腳接正12v電源，0P37芯片的第4管腳接負(fù)12v電源，且0P37芯片的第4管腳分別通過(guò)第一電容C9、第二電容ClO接地，0P37芯片的第3管腳接輸入信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的金屬缺陷渦流檢測(cè)裝置，其特征在于所述第一相敏檢波電路和第二相敏檢波電路均由兩個(gè)相敏檢波電路構(gòu)成，各所述相敏檢波電路包括AD734AQ芯片和0P37芯片，所述AD734AQ芯片的第I管腳連接所采集的電壓信號(hào)V0LSIG，AD734AQ芯片的第2管腳、第3管腳、第4管腳、第5管腳、第7管腳、第10管腳分別接地，AD734AQ芯片的第6管腳接輸入信號(hào)，AD734AQ芯片的第8管腳接負(fù)12v電源，且AD734AQ芯片的第8管腳分別通過(guò)第四電容C24、第五電容C25接地，AD734AQ芯片的第14管腳連接正12v電源，且AD734AQ芯片的第14管腳分別通過(guò)第六電容C16、第七電容C18接地，AD734AQ芯片的第11管腳與第12管腳連接，且AD734AQ芯片的第11管腳和第12管腳共接第四電阻R17的一端；所述0P37芯片的第I管腳與第五電阻R15的一端、第八電容C20的一端分別連接，第五電阻R15的另一端與0P37芯片的第2管腳連接，且0P37芯片的第2管腳通過(guò)第六電阻R16接地，0P37芯片的第3管腳通過(guò)第九電容C21接地，且0P37芯片的第3管腳接第七電阻R18的一端，第七電阻R18的另一端分別接所述第四電阻R17的另一端和所述第八電容C20的另一端，0P37芯片的第4管腳接負(fù)12v電源，且0P37芯片的第4管腳分別通過(guò)第十電容C22、第i^一電容C23接地，0P37芯片的第8管腳接正12v電源，且0P37芯片 的第8管腳分別通過(guò)第十二電容C17、第十三電容C19接地。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于混頻技術(shù)的金屬缺陷渦流檢測(cè)裝置及其探頭結(jié)構(gòu)。該裝置結(jié)合常規(guī)渦流和低頻遠(yuǎn)場(chǎng)渦流兩種技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)較寬范圍的金屬材料缺陷的一次性全面檢測(cè) 該裝置在探頭中施加高低頻兩種激勵(lì)信號(hào)，高頻信號(hào)采用常規(guī)渦流檢測(cè)方式，低頻信號(hào)采用遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)方式 探頭采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)，由兩組線圈組組成，兩組線圈組呈鏡像對(duì)稱排列。每組線圈組由軸心相距一定距離的大線圈和小線圈組成，兩者依遠(yuǎn)場(chǎng)原理放置。探頭中的大線圈通以低頻正弦信號(hào)，小線圈通以高頻正弦信號(hào)，小線圈作為檢測(cè)線圈，接收高低頻信號(hào)。該裝置可在較大范圍內(nèi)同時(shí)準(zhǔn)確獲得板狀金屬材料上下表面或管狀金屬材料內(nèi)外壁缺陷信息。
文檔編號(hào)G01N27/90GK102879462SQ20121041655
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月27日
發(fā)明者陳佩華, 黃平捷, 李國(guó)厚, 周澤魁 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)