專利名稱：基于傳感器陣列的金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置，尤其是指一種基于矩形鐵芯傳感器陣列的金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置，屬于電磁傳感技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代エ業(yè)的發(fā)展，對(duì)于金屬材料生產(chǎn)過(guò)程的控制要求及精度也越來(lái)越高，因此對(duì)金屬材料的薄厚、表面缺陷傷痕、冶金狀態(tài)及導(dǎo)電導(dǎo)磁性能的探測(cè)技術(shù)的成功開發(fā)是決定金屬材料準(zhǔn)確快速檢測(cè)的前提條件。在已有的技術(shù)研究中，EIT (電阻抗成像)、ECT (發(fā)射單光子計(jì)算機(jī)斷層掃描儀成像)、或ERT (電阻層析成像)等各種現(xiàn)有的電學(xué)層析成像技術(shù)，都無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬表面的非接觸無(wú)創(chuàng)檢測(cè)。而采用EMT (電磁層析成像)技術(shù)的檢測(cè)裝置則控制方法復(fù)雜，且設(shè)備造價(jià) 昂貴，用于對(duì)金屬表面?zhèn)圻M(jìn)行探測(cè)成本較高，無(wú)法達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益。因此，需要提供ー種能夠?qū)饘俦砻鎮(zhèn)蹖?shí)現(xiàn)非接觸、無(wú)創(chuàng)檢測(cè)，且檢測(cè)方便、準(zhǔn)確的探測(cè)裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種基于傳感器陣列的金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置，保證探測(cè)裝置和待測(cè)金屬板無(wú)接觸、無(wú)損壞，并且能方便、快速、準(zhǔn)確地探測(cè)出金屬表面?zhèn)郏杀镜土?，適用范圍廣。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種基于傳感器陣列的金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置，用于探測(cè)待檢測(cè)金屬板的表面情況，該探測(cè)裝置包含傳感器陣列，與所述傳感器陣列通過(guò)電路連接的數(shù)據(jù)采集儀和激勵(lì)電路，與所述數(shù)據(jù)采集儀通過(guò)電路連接的上位計(jì)算機(jī)；其中，所述傳感器陣列包含激勵(lì)線圈，以及若干個(gè)均勻分布在所述激勵(lì)線圈周圍的檢測(cè)線圈；所述待檢測(cè)金屬板放置在所述傳感器陣列下方，且每個(gè)檢測(cè)線圈與所述待檢測(cè)金屬板之間高度間距相同。所述傳感器陣列為矩形鐵芯傳感器陣列，所述的激勵(lì)線圈繞制在中間鐵芯上；所述的若干檢測(cè)線圈均勻繞制在位于激勵(lì)線圈周圍的矩形鐵芯上。所述的若干檢測(cè)線圈的線圈繞線直徑、繞制匝數(shù)、繞制方式和繞制密度均彼此相同。所述檢測(cè)線圈的線圈繞線直徑為O. Imm IOmm ;繞制阻數(shù)為3 200。所述激勵(lì)電路與所述激勵(lì)線圈的接線端通過(guò)電路連接，對(duì)該激勵(lì)線圈施加激勵(lì)信號(hào)，使激勵(lì)線圈通過(guò)待檢測(cè)金屬板在每個(gè)檢測(cè)線圈上形成互感檢測(cè)信號(hào)。 所述數(shù)據(jù)采集儀通過(guò)接ロ分別與每個(gè)檢測(cè)線圈的接線端通過(guò)電路連接，接收在每個(gè)檢測(cè)線圈上形成的互感檢測(cè)信號(hào)，并將其傳輸至上位計(jì)算機(jī)中。所述上位計(jì)算機(jī)接收每個(gè)檢測(cè)線圈與激勵(lì)線圈之間通過(guò)待檢測(cè)金屬板產(chǎn)生的互感檢測(cè)信號(hào)，并與預(yù)先存儲(chǔ)在該上位計(jì)算機(jī)中的互感標(biāo)定信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)互感值的變化判斷待檢測(cè)金屬板表面是否存在傷痕。本實(shí)用新型所提供的基于傳感器陣列的金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用方便，檢測(cè)方法簡(jiǎn)單快速，極具可行性，適用范圍廣。并且，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)在不與待測(cè)金屬板發(fā)生任何接觸、并不對(duì)其造成任何損壞的前提下，僅通過(guò)直接檢測(cè)位于傳感器陣列下方的待測(cè)金屬板與標(biāo)定金屬板之間的電感變化，即可快速方便的判斷出金屬板表面是否存在裂紋、雜物等傷痕，準(zhǔn)確提供待測(cè)金屬板表面情況。

圖I為本實(shí)用新型中基于傳感器陣列的金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中傳感器陣列的結(jié)構(gòu)分布示意圖。
具體實(shí)施方式以下結(jié)合圖I 圖2，詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。如圖I所示，為本實(shí)用新型所提供的基于傳感器陣列的金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該探測(cè)裝置包含傳感器陣列，與所述傳感器陣列通過(guò)電路連接的數(shù)據(jù)采集儀40和激勵(lì)電路60，與所述數(shù)據(jù)采集儀40通過(guò)電路連接的上位計(jì)算機(jī)50 ;其中，所述傳感器陣列包含激勵(lì)線圈20，以及若干個(gè)均勻分布在所述激勵(lì)線圈20周圍的檢測(cè)線圈10。所述傳感器陣列為矩形鐵芯傳感器陣列，所述的激勵(lì)線圈20繞制在中間鐵芯上，其接線端與所述激勵(lì)電路60連接；所述的若干檢測(cè)線圈10均勻繞制在位于激勵(lì)線圈20周圍的矩形鐵芯上，該每個(gè)檢測(cè)線圈10的接線端通過(guò)接ロ 30與所述數(shù)據(jù)采集儀40連接。如圖2所示，在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述傳感器陣列包含六個(gè)均勻繞制在位于激勵(lì)線圈20周圍的矩形鐵芯上的檢測(cè)線圈10。圖2中分別顯示在六個(gè)檢測(cè)線圈10上的數(shù)字“ 1，2，3,4, 5，6”是對(duì)該六個(gè)檢測(cè)線圈10的編號(hào)，以便于顯示本實(shí)施例中檢測(cè)線圈10的數(shù)量。所述的六個(gè)檢測(cè)線圈10的線圈繞線直徑、繞制匝數(shù)、繞制方式和繞制密度均彼此相同。在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述檢測(cè)線圈10的線圈繞線直徑為O. Imm IOmm ;繞制匝數(shù)為3 200。 所述激勵(lì)電路60對(duì)所述激勵(lì)線圈20施加激勵(lì)信號(hào)，使激勵(lì)線圈20能通過(guò)放置在傳感器陣列下方的待檢測(cè)金屬板，與每個(gè)檢測(cè)線圈10之間產(chǎn)生互感值，并在每個(gè)檢測(cè)線圈10上形成互感檢測(cè)信號(hào)。在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述激勵(lì)電路60采用的是數(shù)字頻率合成器(DDS)，其向所述激勵(lì)線圈20施加的激勵(lì)信號(hào)是由數(shù)字頻率合成器以數(shù)控振蕩器的方式產(chǎn)生頻率、相位可控制的交流正弦信號(hào)。所述數(shù)據(jù)采集儀40通過(guò)接ロ 30分別接收在每個(gè)檢測(cè)線圈10上形成的互感檢測(cè)信號(hào)，并將該些互感檢測(cè)信號(hào)傳輸至上位計(jì)算機(jī)50中。在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述接ロ 30采用USB接ロ ；所述數(shù)據(jù)采集儀40采用的是多級(jí)増益放大電路，其能優(yōu)化互感檢測(cè)信號(hào)的提取質(zhì)量，提高信噪比。所述上位計(jì)算機(jī)50接收每個(gè)檢測(cè)線圈10與激勵(lì)線圈20之間因待檢測(cè)金屬板而產(chǎn)生的互感檢測(cè)信號(hào)，并與預(yù)先存儲(chǔ)在該上位計(jì)算機(jī)50中的互感標(biāo)定信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)在上述兩種情況下的互感值的變化判斷待檢測(cè)金屬板表面是否存在裂紋、雜物等傷痕，并通過(guò)圖像重建顯示金屬板表面?zhèn)?。本?shí)用新型所提供的基于傳感器陣列的金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置，其在實(shí)際使用過(guò)程中，具體檢測(cè)方法如下所述。步驟I、對(duì)于表面確定無(wú)傷痕的標(biāo)定金屬板，利用本實(shí)用新型的探測(cè)裝置對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定檢測(cè)；具體包含以下步驟步驟I. I、將標(biāo)定金屬板放置在傳感器陣列下方，并調(diào)整所述的六個(gè)檢測(cè)線圈10，使每個(gè)檢測(cè)線圈10距離其下方的標(biāo)定金屬板高度相同；步驟I. 2、使用激勵(lì)電路60對(duì)激勵(lì)線圈20施加激勵(lì)信號(hào)，并使用數(shù)據(jù)采集儀40分別接收各個(gè)檢測(cè)線圈10通過(guò)標(biāo)定金屬板與所述激勵(lì)線圈20之間所產(chǎn)生的互感檢測(cè)信號(hào)；步驟I. 3、所述數(shù)據(jù)采集儀40將上述檢測(cè)接收到的互感檢測(cè)信號(hào)傳輸至上位計(jì)算·機(jī)3中，作為標(biāo)定值。步驟2、對(duì)于表面待檢測(cè)的金屬板，利用本實(shí)用新型的探測(cè)裝置對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；其具體操作方法和步驟I中所述的操作方法相同，具體包含以下步驟步驟2. I、將待檢測(cè)金屬板放置在傳感器陣列下方，并調(diào)整所述的六個(gè)檢測(cè)線圈10，使每個(gè)檢測(cè)線圈10距離其下方的待檢測(cè)金屬板高度相同；步驟2. 2、使用激勵(lì)電路60對(duì)激勵(lì)線圈20施加激勵(lì)信號(hào)，并使用數(shù)據(jù)采集儀40分別接收各個(gè)檢測(cè)線圈10通過(guò)待檢測(cè)金屬板與所述激勵(lì)線圈20之間所產(chǎn)生的互感檢測(cè)信號(hào);步驟2. 3、所述數(shù)據(jù)采集儀40將上述檢測(cè)接收到的互感檢測(cè)信號(hào)傳輸至上位計(jì)算機(jī)3中，作為測(cè)量值。步驟3、上位計(jì)算機(jī)3通過(guò)標(biāo)定值與測(cè)量值之間的互感值的變化，判斷待檢測(cè)金屬板表面是否存在裂紋、雜物等傷痕，并通過(guò)圖像重建顯示金屬板表面?zhèn)?。綜上所述，本實(shí)用新型所提供的基于傳感器陣列的金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置，與現(xiàn)有技術(shù)中的成像檢測(cè)技術(shù)相比，其檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)単，實(shí)用方便，檢測(cè)方法簡(jiǎn)單快速，極具可行性，適用范圍廣。并且，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)在不與檢測(cè)目標(biāo)(金屬板表面)發(fā)生任何接觸、并不對(duì)檢測(cè)目標(biāo)(金屬板表面)造成任何損壞的前提下，僅通過(guò)直接檢測(cè)位于傳感器陣列下方的檢測(cè)目標(biāo)與標(biāo)定目標(biāo)的電感變化，即可快速方便的判斷出金屬板表面是否存在裂紋、雜物等傷痕，準(zhǔn)確提供待測(cè)金屬板表面情況。盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本實(shí)用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求1.一種基于傳感器陣列的金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置，用于探測(cè)待檢測(cè)金屬板的表面情況，該探測(cè)裝置包含 傳感器陣列，與所述傳感器陣列通過(guò)電路連接的數(shù)據(jù)采集儀(40)和激勵(lì)電路(60)，與所述數(shù)據(jù)采集儀(40)通過(guò)電路連接的上位計(jì)算機(jī)(50)； 所述傳感器陣列包含激勵(lì)線圈(20)，以及若干個(gè)均勻分布在所述激勵(lì)線圈(20)周圍的檢測(cè)線圈(10)； 所述待檢測(cè)金屬板放置在所述傳感器陣列下方，且每個(gè)檢測(cè)線圈(10)與所述待檢測(cè)金屬板之間高度間距相同。
2.如權(quán)利要求I所述的基于傳感器陣列的金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置，其特征在于，所述傳感器陣列為矩形鐵芯傳感器陣列，所述的激勵(lì)線圈(20)繞制在中間鐵芯上；所述的若干檢測(cè)線圈(10)均勻繞制在位于激勵(lì)線圈(20)周圍的矩形鐵芯上。
3.如權(quán)利要求2所述的基于傳感器陣列的金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置，其特征在于，所述的若干檢測(cè)線圈(10)的線圈繞線直徑、繞制匝數(shù)、繞制方式和繞制密度均彼此相同。
4.如權(quán)利要求3所述的基于傳感器陣列的金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)線圈(10)的線圈繞線直徑為O. Imm IOmm ;繞制阻數(shù)為3 200。
5.如權(quán)利要求2所述的基于傳感器陣列的金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置，其特征在于，所述激勵(lì)電路(60)與所述激勵(lì)線圈(20)的接線端通過(guò)電路連接，對(duì)該激勵(lì)線圈(20)施加激勵(lì)信號(hào)，使激勵(lì)線圈(20 )通過(guò)待檢測(cè)金屬板在每個(gè)檢測(cè)線圈(10 )上形成互感檢測(cè)信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的基于傳感器陣列的金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集儀(40)通過(guò)接口(30)分別與每個(gè)檢測(cè)線圈(10)的接線端通過(guò)電路連接，接收在每個(gè)檢測(cè)線圈(10 )上形成的互感檢測(cè)信號(hào)，并將其傳輸至上位計(jì)算機(jī)(50 )中。
7.如權(quán)利要求6所述的基于傳感器陣列的金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置，其特征在于，所述上位計(jì)算機(jī)(50)接收每個(gè)檢測(cè)線圈(10)與激勵(lì)線圈(20)之間通過(guò)待檢測(cè)金屬板產(chǎn)生的互感檢測(cè)信號(hào)，并與預(yù)先存儲(chǔ)在該上位計(jì)算機(jī)(50)中的互感標(biāo)定信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)互感值的變化判斷待檢測(cè)金屬板表面是否存在傷痕。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于傳感器陣列的金屬表面?zhèn)厶綔y(cè)裝置，用于探測(cè)待檢測(cè)金屬板的表面情況，該探測(cè)裝置包含傳感器陣列，與所述傳感器陣列通過(guò)電路連接的數(shù)據(jù)采集儀和激勵(lì)電路，與所述數(shù)據(jù)采集儀通過(guò)電路連接的上位計(jì)算機(jī)；其中，所述傳感器陣列包含激勵(lì)線圈，以及若干個(gè)均勻分布在所述激勵(lì)線圈周圍的檢測(cè)線圈；所述待檢測(cè)金屬板放置在所述傳感器陣列下方，且每個(gè)檢測(cè)線圈與所述待檢測(cè)金屬板之間高度間距相同。本實(shí)用新型中，保證探測(cè)裝置和待測(cè)金屬板無(wú)接觸、無(wú)損壞，并且能方便、快速、準(zhǔn)確地探測(cè)出金屬表面?zhèn)郏杀镜土?，適用范圍廣。
文檔編號(hào)G01N27/00GK202631468SQ20122033164
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者李安陽(yáng), 尹武良 申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)