一種用諧振頻率變化提高渦流檢測極限靈敏度的設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用諧振頻率變化提高渦流檢測極限靈敏度的設(shè)計(jì)方法，采用諧振電路產(chǎn)生的頻率替代渦流檢測儀器中的石英晶體振蕩器，渦流檢測線圈作為諧振電路的電感部分，通過這一方法設(shè)計(jì)的渦流檢測儀器，可得到包含幅度、相位和頻率信息的諧振渦流檢測阻抗信號圖，除具備第一代諧振渦流儀的工作特點(diǎn)，又具有第二代阻抗平面分析渦流儀的優(yōu)勢，這兩者機(jī)理的疊加進(jìn)一步提高了渦流檢測的極限靈敏度。
【專利說明】一種用諧振頻率變化提高渦流檢測極限靈敏度的設(shè)計(jì)方法所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無損檢測儀器的設(shè)計(jì)方法，特別是涉及一種用諧振頻率變化提高渦流檢測極限靈敏度的設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]渦流檢測是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)之上的一種無損檢測方法，適用于導(dǎo)電材料。當(dāng)導(dǎo)體置于交變磁場之中，導(dǎo)體中就會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這種電流稱為渦流。由于導(dǎo)體自身各種因素(如電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀、尺寸和缺陷等)的變化，會導(dǎo)致感應(yīng)電流的變化，利用這種現(xiàn)象來判知導(dǎo)體性質(zhì)、狀態(tài)及有無缺陷的檢測方法，叫做渦流檢測方法。
[0003]渦流檢測時(shí)把導(dǎo)體接近通有交流電的線圈，由線圈建立的交變磁場與導(dǎo)體發(fā)生電磁感應(yīng)作用，在導(dǎo)體內(nèi)建立渦流。此時(shí)，導(dǎo)體中的渦流也會產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)磁場，并影響原磁場，進(jìn)而導(dǎo)致線圈電壓和阻抗的改變。當(dāng)導(dǎo)體表面或近表面出現(xiàn)缺陷(或其它性質(zhì)變化)時(shí)，影響渦流的強(qiáng)度和分布，并引起線圈電壓和阻抗的變化。因此，通過儀器檢測出線圈中電壓或阻抗的變化，即可間接地發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體內(nèi)缺陷(或其它性質(zhì)變化)的存在。
[0004]振蕩器產(chǎn)生高頻振蕩，供給試驗(yàn)線圈各種頻率的激勵電流。振蕩器為橋接線圈提供電流以產(chǎn)生交變磁場。這個(gè)磁場在試樣中感應(yīng)出渦流，使線圈的阻抗依據(jù)試詳情況發(fā)生變化，于是橋接電路輸出電壓也發(fā)生變化，即把線圈阻抗變化轉(zhuǎn)換成電信號。一般來說，這個(gè)信號的振幅很小，需用放大器加以放大，以便后繼單元之用。在橋路輸出信號中，除了有缺陷信號外、還會有一些由其他因素引起的干擾信號。消除這些干擾信號通常采用相敏檢波器和混頻信號處理單元。經(jīng)信號處理單元的分析處理，最后輸出顯示、記錄并觸發(fā)報(bào)警裝置或分選門。
[0005]常規(guī)渦流檢測儀器正弦波振蕩電路由四部分組成，即放大電路、反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。
[0006](1)放大電路具有一定的電壓放大倍數(shù)，其作用是對選擇出來的某一頻率的信號進(jìn)行放大。根據(jù)電路需要可采用單級放大電路或多級放大電路。
[0007](2)反饋網(wǎng)絡(luò)是反饋信號所經(jīng)過的電路，其作用是將輸出信號反饋到輸入端，引入自激振蕩所需的正反饋，正弦波振蕩電路叫組成石英晶體振蕩器。
[0008](3)選頻網(wǎng)絡(luò)具有選頻的功能，其作用是選出指定頻率的信號，以便使正弦波振蕩電路實(shí)現(xiàn)單一頻率振蕩(這里采用石英晶體作選頻元件)。
[0009](4)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)具有穩(wěn)定輸出信號幅值的作用，以便使電路達(dá)到等幅振蕩，因此穩(wěn)幅環(huán)節(jié)是正弦波振蕩電路的重要組成部分。
[0010]綜上所述，目前常規(guī)渦流檢測儀器中，普遍采用的石英晶體振蕩器，雖然頻率穩(wěn)定性好，Q值高，帶寬窄；但是頻率不可調(diào)，只適合定頻工作。對于一些特殊場合的檢測，為改變檢測頻率，只能采用分頻的開環(huán)方法進(jìn)行調(diào)整，故無法在實(shí)際檢測中利用材料不連續(xù)性產(chǎn)生的頻偏特征信號。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有石英晶體振蕩器之不足，提供一種用諧振頻率變化提高渦流檢測極限靈敏度的設(shè)計(jì)方法，采用諧振電路產(chǎn)生的頻率替代渦流檢測儀器中的石英晶體振蕩器，渦流檢測線圈作為諧振電路的一部分。
[0012]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種用諧振頻率變化提高渦流檢測極限靈敏度的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，采用諧振電路產(chǎn)生的頻率替代渦流檢測儀器中的石英晶體振蕩器，渦流檢測線圈作為諧振電路的電感部分；在檢測過程中，渦流檢測線圈對工件的缺陷或不連續(xù)性將產(chǎn)生幅度和頻率的變化，進(jìn)一步對拾取的渦流檢測信號進(jìn)行正交檢波，得出諧振渦流檢測阻抗信號圖。諧振渦流檢測阻抗信號圖中包含幅度、相位和頻率信息；所述諧振渦流檢測阻抗信號圖與常規(guī)渦流檢測阻抗信號圖像比較，增加了一個(gè)頻率的變化信息；通過這一信息，進(jìn)一步提高對微小缺陷的檢測靈敏度。采用本發(fā)明方法設(shè)計(jì)的渦流檢測儀器，除具備第一代諧振渦流儀的工作特點(diǎn)，又具有第二代阻抗平面分析渦流儀的優(yōu)勢，這兩者機(jī)理的疊加進(jìn)一步提高了渦流檢測的極限靈敏度。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，提供一種用諧振頻率變化提高渦流檢測極限靈敏度的設(shè)計(jì)方法采用諧振電路產(chǎn)生的頻率替代渦流檢測儀器中的石英晶體振蕩器，渦流檢測線圈作為諧振電路的一部分，通過這一方法設(shè)計(jì)的渦流檢測儀器，可得到包含幅度、相位和頻率信息的諧振渦流檢測阻抗信號圖，除具備第一代諧振渦流儀的工作特點(diǎn)，又具有第二代阻抗平面分析渦流儀的優(yōu)勢，這兩者機(jī)理的疊加進(jìn)一步提高了渦流檢測的極限靈敏度。
[0014]以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的一種用諧振頻率變化提高渦流檢測極限靈敏度的設(shè)計(jì)方法不局限于實(shí)施例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的諧振電路示意圖。
[0017]圖中，R.電阻，L.電感，C.電容，P.渦流檢測線圈。
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1所示實(shí)施例，本發(fā)明的一種用諧振頻率變化提高渦流檢測極限靈敏度的設(shè)計(jì)方法，采用諧振電路LCR產(chǎn)生的頻率替代渦流檢測儀器中的石英晶體振蕩器，渦流檢測線圈P作為諧振電路的電感L部分，R為諧振環(huán)路損耗；在檢測過程中，渦流檢測線圈P對工件的缺陷或不連續(xù)性將產(chǎn)生幅度和頻率的變化，進(jìn)一步對拾取的渦流檢測信號進(jìn)行正交檢波，得出諧振渦流檢測阻抗信號圖。諧振渦流檢測阻抗信號圖中包含幅度、相位和頻率信息；所述諧振渦流檢測阻抗信號圖與常規(guī)渦流檢測阻抗信號圖像比較，增加了一個(gè)頻率的變化信息；通過這一信息，進(jìn)一步提高對微小缺陷的檢測靈敏度。采用本發(fā)明方法設(shè)計(jì)的渦流檢測儀器，除具備第一代諧振渦流儀的工作特點(diǎn)，又具有第二代阻抗平面分析渦流儀的優(yōu)勢，這兩者機(jī)理的疊加進(jìn)一步提高了渦流檢測的極限靈敏度。
[0019]上述實(shí)施例僅用來進(jìn)一步說明本發(fā)明的一種用諧振頻率變化提高渦流檢測極限靈敏度的設(shè)計(jì)方法，但本發(fā)明并不局限于實(shí)施例，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用諧振頻率變化提高渦流檢測極限靈敏度的設(shè)計(jì)方法，其特征在于:采用諧振電路產(chǎn)生的頻率替代渦流檢測儀器中的石英晶體振蕩器，渦流檢測線圈作為諧振電路的電感部分；在檢測過程中，渦流檢測線圈對工件的缺陷或不連續(xù)性將產(chǎn)生幅度和頻率的變化，進(jìn)一步對拾取的渦流檢測信號進(jìn)行正交檢波，得出諧振渦流檢測阻抗信號圖；所述諧振渦流檢測阻抗信號圖中包含幅度、相位和頻率信息；所述諧振渦流檢測阻抗信號圖與常規(guī)渦流檢測阻抗信號圖像比較，增加了一個(gè)頻率的變化信息；通過這一信息，進(jìn)一步提高對微小缺陷的檢測靈敏度。
【文檔編號】G01N27/90GK103760234SQ201410041619
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】林俊明 申請人:愛德森（廈門）電子有限公司