多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)方法和裝置。通過多頻正弦激勵(lì)信號(hào)發(fā)生模塊、探頭、霍爾傳感器、濾波放大模塊、多頻信號(hào)分離模塊、信號(hào)采集模塊、運(yùn)算模塊和顯示模塊組成的裝置，分四步的檢測(cè)出多層導(dǎo)電涂層的厚度。本發(fā)明的可以對(duì)多層導(dǎo)電涂層的厚度進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)裝置簡(jiǎn)單，具有很好的便攜性；反演算法程序簡(jiǎn)單明了，易于實(shí)現(xiàn)；檢測(cè)精度較高。
【專利說明】多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無損檢測(cè)領(lǐng)域，特別是一種多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)厚度檢測(cè)是很多重要領(lǐng)域急需解決的問題。相比于其它的無損檢測(cè)技術(shù)，渦流檢測(cè)方法具有靈敏度高、適用于導(dǎo)電材料、造價(jià)低、不需要耦合劑以及可用于高溫、薄管、細(xì)線和內(nèi)空表面等難以進(jìn)行檢測(cè)的特殊場(chǎng)合等優(yōu)點(diǎn)，因此可以采用渦流檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)厚度等的檢測(cè)。
[0003]根據(jù)渦流檢測(cè)理論，在渦流探頭線圈結(jié)構(gòu)固定和激勵(lì)頻率一定的情況下，被測(cè)對(duì)象表面的厚度影響被測(cè)對(duì)象中渦流引起的二級(jí)磁場(chǎng)的強(qiáng)度，從而影響耦合的磁感應(yīng)強(qiáng)度。渦流厚度檢測(cè)技術(shù)就是通過上述原理建立檢測(cè)厚度和耦合磁場(chǎng)強(qiáng)度之間的擬合函數(shù)關(guān)系，通過反演求解，從而完成對(duì)導(dǎo)電涂層厚度的檢測(cè)。由于材料的復(fù)雜性以及導(dǎo)電涂層厚度太薄對(duì)多層導(dǎo)電涂層結(jié)構(gòu)的厚度準(zhǔn)確檢測(cè)有較多問題尚待解決。
[0004]目前導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)技術(shù)主要針對(duì)單層導(dǎo)電涂層厚度檢測(cè)，國內(nèi)外已經(jīng)有了相對(duì)成熟可行的方法，并成功的應(yīng)用的實(shí)際工程中去。但對(duì)于多層導(dǎo)電涂層厚度的檢測(cè)，還停留在理論分析和實(shí)驗(yàn)階段，還沒有實(shí)際地運(yùn)用到工程檢測(cè)中去。因此，多層導(dǎo)電涂層厚度的檢測(cè)是目前渦流檢測(cè)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問題。
[0005]針對(duì)該問題，黃平捷和吳昭同等人提出了基于最小二乘數(shù)值優(yōu)化逼近模型的多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)厚度電渦流檢測(cè)方法，建立渦流探頭阻抗變化的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)阻抗的變化，提供多種可供選用的擬合模型，利用最小二乘原理擬合出檢測(cè)電壓變化值與厚度關(guān)系函數(shù)，并優(yōu)選確定最佳模型進(jìn)行厚度反演計(jì)算。
[0006]該方法存在以下問題:
[0007].該方法需要大量的已知厚度的檢測(cè)數(shù)據(jù)，來進(jìn)行厚度、電壓值變化之間的關(guān)系函數(shù)擬合，并且復(fù)雜的擬合模型需要的數(shù)據(jù)點(diǎn)更多；
[0008].對(duì)于多層結(jié)構(gòu)，每層厚度較薄時(shí)，其檢測(cè)靈敏度受限；
[0009].檢測(cè)精度依懶于擬合模型的選取和方程組的求解方式，對(duì)于復(fù)雜的擬合模型，其反演求解較復(fù)雜，需利用計(jì)算機(jī)，不方便便攜操作。
[0010]同時(shí)，黃平捷和吳昭同等人提出了基于巨磁阻傳感器和智能算法的多層厚度渦流檢測(cè)裝置(中國專利:CN101532816A)。該專利通過信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，經(jīng)過功率放大器放大后為內(nèi)置GMR和磁鋼的激勵(lì)線圈提供激勵(lì)信號(hào)?；趦?nèi)置GMR和磁鋼的檢測(cè)線圈檢測(cè)出渦流信號(hào)的大小，經(jīng)濾波電路濾波后送入放大電路進(jìn)行放大。放大電路的輸出由基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集電路采集到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理。該信號(hào)與被檢測(cè)的多層導(dǎo)電材料的厚度有密切關(guān)系，經(jīng)過采用改進(jìn)BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行反演計(jì)算，可得到各層導(dǎo)電材料的厚度。
[0011]該方法存在以下問題:
[0012].基于BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行反演計(jì)算，需要大量的已知數(shù)據(jù)組進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)；[0013].不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和訓(xùn)練算法會(huì)對(duì)精度產(chǎn)生較大影響；
[0014].網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過程可能出現(xiàn)不收斂；
[0015].通過BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行反演計(jì)算，需要利用計(jì)算機(jī)，便攜性受限。
[0016]李勇和陳振茂等人提出基于截?cái)鄥^(qū)域法的多層結(jié)構(gòu)渦流理論模型，根據(jù)阻抗、磁場(chǎng)關(guān)于各層厚度和電磁特性的變化關(guān)系式，結(jié)合Levenberg-Marquardt (LM)算法,提出了熱障涂層系統(tǒng)多頻渦流檢測(cè)逆問題求解模型，通過不斷的反演求解得到每層厚度和電磁特性，并利用該方法求解了基體上涂鍍一層導(dǎo)電涂層和一層非導(dǎo)電涂層的厚度和電導(dǎo)率。
[0017]該方法存在以下問題:
[0018].基于截?cái)鄥^(qū)域法的多層結(jié)構(gòu)渦流理論模型較為復(fù)雜，在迭代求解中相對(duì)困難；
[0019].對(duì)于給定初值的迭代求解方法，對(duì)初值要求較高；
[0020].此種反演方法耗時(shí)較多，尤其是對(duì)多參數(shù)求解時(shí)，同樣需要使用計(jì)算機(jī)操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]本發(fā)明的目的是解決上述問題，提供一種高檢測(cè)精度、簡(jiǎn)化檢測(cè)流程、降低硬件成本和更具便攜性的多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)裝置和方法。
[0022]本發(fā)明的多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)裝置，包括多頻正弦激勵(lì)信號(hào)發(fā)生模塊、探頭、霍爾傳感器、濾波放大模塊、多頻信號(hào)分離模塊、信號(hào)采集模塊、運(yùn)算模塊和顯示模塊；多頻正弦激勵(lì)信號(hào)發(fā)生模塊與探頭相連，霍爾傳感器附著在探頭上，霍爾傳感器、濾波放大模塊、多頻信號(hào)分離模塊、信號(hào)采集模塊、運(yùn)算模塊和顯示模塊依次相連。
[0023]優(yōu)選地，所述多頻正弦激勵(lì)信號(hào)發(fā)生模塊由至少一片ICL8038震蕩集成電路和一片AD817運(yùn)算放大器組成。
[0024]優(yōu)選地，所述濾波放大模塊為以0P07運(yùn)算放大器為核心的放大濾波電路。
[0025]優(yōu)選地，所述多頻信號(hào)分離模塊為0P07運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)的二階壓控電壓源帶通濾波器。
[0026]優(yōu)選地，所述運(yùn)算模塊包括MSP430單片機(jī)。
[0027]優(yōu)選地，所述顯示模塊為L(zhǎng)ED顯示模塊，包含4位八段LED數(shù)碼管。
[0028]本發(fā)明的多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)方法；包括如下步驟:
[0029]第一步、測(cè)出兩層導(dǎo)電涂層的被測(cè)件的檢測(cè)信號(hào)增幅；
[0030]第二步、改變上下涂層厚度，測(cè)出隨厚度變化后的檢測(cè)信號(hào)增幅；
[0031]第三步、根據(jù)檢測(cè)信號(hào)增幅，擬合出上下層磁場(chǎng)強(qiáng)度與厚度變化的直線關(guān)系，確定上層直線的斜率和截距與底層厚度的關(guān)系，用兩組數(shù)據(jù)代入實(shí)測(cè)點(diǎn)的數(shù)值便可求解出底層厚度和總厚度的值；
[0032]第四步、改變激勵(lì)信號(hào)的頻率，再次對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)，再擬合出上下層磁場(chǎng)強(qiáng)度與厚度變化的直線關(guān)系，確定上層直線的斜率和截距與底層厚度的關(guān)系，確定另一組參數(shù)，與第三步的數(shù)據(jù)求解，得出底層厚度和上層厚度的值。
[0033]進(jìn)一步地，所述第三步和第四步的運(yùn)算過程如下:
[0034]設(shè)下層磁場(chǎng)變化與厚度的關(guān)系如下式
[0035]B=kd1+b (I)
[0036]上層厚度變化曲線的斜率與下層厚度的關(guān)系如下式[0037]kx=k! Cl^b1 (2)
[0038]上層直線的截距與下層厚度的關(guān)系如下式
[0039]b0=k2d1+b2 (3)
[0040]直線關(guān)系如下式
[0041]B0=kxd0+b0 (4)
[0042]將式(I)、式(2)和式(3)代入式(4)可得
[0043]B0= (Ii1C^b1) C^k2ClAb2 (5)
[0044]將式(5 )轉(zhuǎn)換最終可得
[0045]k^^o+b^o+kad^ba-Bo^ (6)
[0046]其中Cltl為雙涂層的總厚度，Cl1為底層厚度，kp k2、bp b2為實(shí)驗(yàn)獲得的被測(cè)值，B0為檢測(cè)值。
[0047]進(jìn)一步地，所述第一步和第二步的檢測(cè)過程如下:
[0048]步驟1、通過信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生多個(gè)頻率的正弦激勵(lì)信號(hào)，并將其輸入渦流探頭的激勵(lì)線圈；
[0049]步驟2、將渦流探頭固定在兩層導(dǎo)電涂層的被測(cè)件上，正弦多頻激勵(lì)信號(hào)輸入檢測(cè)裝置的激勵(lì)線圈后，在被測(cè)對(duì)象和渦流探頭線圈之間的空間形成一個(gè)耦合的電磁場(chǎng)，探測(cè)所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度信號(hào)，將探測(cè)到磁感應(yīng)強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)化成相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)；
[0050]步驟3、通過響應(yīng)信號(hào)放大濾波模塊對(duì)步驟2所得的電壓信號(hào)進(jìn)行放大濾波處理，濾出電壓信號(hào)中的雜波電壓信號(hào)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大；
[0051]步驟4、將步驟3放大濾波后的電壓信號(hào)輸入到帶通濾波器中，提取出和各個(gè)激勵(lì)信號(hào)頻率一致的電壓信號(hào)；
[0052]步驟5、將步驟4提取出的正弦電壓信號(hào)通過信號(hào)的采集模塊，提取出該正弦電壓信號(hào)的幅值，作為檢測(cè)信號(hào)增幅。
[0053]進(jìn)一步地，所述上下層磁場(chǎng)強(qiáng)度與厚度變化的直線關(guān)系是通過Matlab擬合出的。
[0054]本發(fā)明的有益效果:可以對(duì)多層導(dǎo)電涂層的厚度進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)裝置簡(jiǎn)單，具有很好的便攜性；反演算法程序簡(jiǎn)單明了，易于實(shí)現(xiàn)；檢測(cè)精度較高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0055]圖1為多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)裝置原理圖；
[0056]圖2為磁場(chǎng)變化與關(guān)系式原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0057]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
[0058]如圖1所示，本發(fā)明的多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)裝置，包括多頻正弦激勵(lì)信號(hào)發(fā)生模塊、探頭、霍爾傳感器、濾波放大模塊、多頻信號(hào)分離模塊、信號(hào)采集模塊、運(yùn)算模塊和顯示模塊；多頻正弦激勵(lì)信號(hào)發(fā)生模塊與探頭相連，霍爾傳感器附著在探頭上，霍爾傳感器、濾波放大模塊、多頻信號(hào)分離模塊、信號(hào)采集模塊、運(yùn)算模塊和顯示模塊依次相連。所述多頻正弦激勵(lì) 信號(hào)發(fā)生模塊由至少一片ICL8038震蕩集成電路和一片AD817運(yùn)算放大器組成。所述濾波放大模塊為以0P07運(yùn)算放大器為核心的放大濾波電路。所述多頻信號(hào)分離模塊為0P07運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)的二階壓控電壓源帶通濾波器。所述運(yùn)算模塊包括MSP430單片機(jī)。所述顯示模塊為L(zhǎng)ED顯示模塊，包含4位八段LED數(shù)碼管。
[0059]多頻正弦激勵(lì)信號(hào)發(fā)生模塊:該模塊選擇ICL8038作為激勵(lì)信號(hào)發(fā)生芯片，其振蕩范圍為O?300kHz，可產(chǎn)生頻率范圍O?300KHz穩(wěn)定的正弦信號(hào)。針對(duì)多頻渦流檢測(cè)系統(tǒng)，可選擇多片ICL8038通過AD817運(yùn)算放大器所構(gòu)成的加法器實(shí)現(xiàn)多頻信號(hào)的疊加，產(chǎn)生多頻正弦激勵(lì)信號(hào)對(duì)探頭線圈進(jìn)行激勵(lì)。
[0060]濾波放大模塊:為了能更好的對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理，須對(duì)霍爾傳感器的感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行放大濾波，濾除感應(yīng)信號(hào)中的直流信號(hào)以及高頻噪音信號(hào)。該模塊以0P07運(yùn)算放大器構(gòu)成放大濾波電路，對(duì)霍爾傳感器感應(yīng)的多頻檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行濾波放大。
[0061]多頻信號(hào)分離模塊:對(duì)濾波放大后的多頻檢測(cè)信號(hào)，利用0P07運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)二階壓控電壓源帶通濾波器，將含有多頻成分的檢測(cè)信號(hào)分別提取出和單個(gè)激勵(lì)信號(hào)頻率相同的單頻信號(hào)。
[0062]信號(hào)采集模塊:對(duì)分離出的單頻正弦檢測(cè)信號(hào)，利用二極管以及三極管的特性可設(shè)計(jì)信號(hào)幅值提取電路，對(duì)各個(gè)單頻正弦檢測(cè)信號(hào)提取其幅值作為檢測(cè)的電壓信號(hào)。
[0063]運(yùn)算模塊:該模塊以MSP430單片機(jī)為核心，將提取的各個(gè)單頻正弦信號(hào)的幅值作為(6)式方程中的Btl值，由此構(gòu)成方程組，編寫軟件程序通過調(diào)用單片機(jī)的功能實(shí)現(xiàn)方程組的解，該方程組的解即為各涂層的厚度值。
[0064]顯示模塊:該模塊主要通過單片機(jī)的程序控制將得到的涂層厚度通過LED顯示出來。該測(cè)量厚度的精度要求較高，所以可選擇4位八段LED數(shù)碼管。而單片機(jī)的I/O端口有限，為了節(jié)省單片機(jī)的I/O端口資源，選擇用移位寄存器對(duì)單片機(jī)I/O端口進(jìn)行擴(kuò)展，并采用動(dòng)態(tài)掃描的方法驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。
[0065]當(dāng)被測(cè)對(duì)象中的集膚深度大于被測(cè)涂層厚度時(shí)，(I)當(dāng)激勵(lì)信號(hào)頻率一定時(shí)，渦流檢測(cè)系統(tǒng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的隨被測(cè)對(duì)象的厚度呈線性分布關(guān)系；(2)當(dāng)導(dǎo)電涂層的電導(dǎo)率大于基體時(shí)，線性分布曲線呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，當(dāng)導(dǎo)電涂層的電導(dǎo)率小于基體時(shí)，線性分布曲線呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；(3)不同被測(cè)涂層材料得到的線性直線的斜率不同，直線的斜率與被測(cè)體材料的電導(dǎo)率以及激勵(lì)頻率相關(guān)；(4)上層厚度變化的直線斜率與下層厚度呈現(xiàn)線性關(guān)系，反之亦然；(5)上層厚度變化直線的截距與下層厚度呈現(xiàn)線性關(guān)系，反之亦然。若激勵(lì)信號(hào)的頻率與幅值不變，渦流位移檢測(cè)系統(tǒng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度與同一被測(cè)對(duì)象的厚度呈現(xiàn)線性分布，上層涂層的厚度變化引起的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的線性直線的斜率和截距與下層涂層的厚度呈現(xiàn)線性關(guān)系。通過提取渦流檢測(cè)信號(hào)的幅值建立渦流厚度檢測(cè)系統(tǒng)磁感應(yīng)強(qiáng)度和上下涂層厚度的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩涂層厚度的檢測(cè)。
[0066]進(jìn)行測(cè)量時(shí)，步驟1:產(chǎn)生多頻的正弦激勵(lì)信號(hào):通過信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生多個(gè)頻率的正弦激勵(lì)信號(hào)，并將其輸入探頭的激勵(lì)線圈。步驟2:產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào):將檢測(cè)裝置的探頭固定在具有雙涂層的被測(cè)試件上，正弦多頻激勵(lì)信號(hào)輸入檢測(cè)裝置的激勵(lì)線圈后，根據(jù)電磁感應(yīng)原理會(huì)在被測(cè)對(duì)象和渦流探頭線圈之間的空間形成一個(gè)耦合的電磁場(chǎng)，霍爾傳感器分布于該空間中并探測(cè)所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度信號(hào)，霍爾傳感器將探測(cè)到磁感應(yīng)強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)化成相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)作為響應(yīng)信號(hào)輸入到濾波放大模塊。步驟3:放大濾波:通過濾波放大模塊對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行放大濾波處理，濾出電壓信號(hào)中的雜波電壓信號(hào)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，有利于信號(hào)的讀取和處理，并將得到的理想電壓信號(hào)輸入到響應(yīng)信號(hào)的多頻信號(hào)分離模塊；步驟4:響應(yīng)信號(hào)的頻率分離:將上述經(jīng)過放大濾波后的電壓信號(hào)輸入到設(shè)多頻信號(hào)分離模塊中，分別提取出和各個(gè)激勵(lì)信號(hào)頻率一致的電壓信號(hào)，再將分離出各個(gè)頻率的電壓信號(hào)輸入到信號(hào)采集模塊中，便于響應(yīng)信號(hào)的采集和處理。步驟5:響應(yīng)信號(hào)的采集:將頻率分離后的正弦電壓信號(hào)通過信號(hào)的采集模塊，提取出該正弦電壓信號(hào)的幅值，作為運(yùn)算模塊的輸入信號(hào)。然后改變上下涂層的厚度，再次通過前面的5個(gè)步驟測(cè)出隨厚度變化的檢測(cè)信號(hào)的幅值。將檢測(cè)信號(hào)輸入到運(yùn)算模塊中，在其中通過下列公式設(shè)下層磁場(chǎng)變化與厚度的關(guān)系式如圖2所示
[0067]B=kd1+b (I)
[0068]上層厚度變化曲線的斜率與下層厚度的關(guān)系式
[0069]^k1 (I^b1 (2)
[0070]上層直線的截距與下層厚度的關(guān)系式
[0071]b0=k2d1+b2 (3)
[0072]直線關(guān)系式
[0073]B0=kxd0+b0 (4)
[0074]將式(I)、式(2)和式(3)代入式(4)可得
[0075]B。= (Ii1C^b1) C^k2ClAb2 (5)
[0076]將式(5 )轉(zhuǎn)換最終可得
[0077]k^^o+b^o+kad^ba-Bo^ (6)
[0078]其中Cltl為雙涂層的總厚度，Cl1為底層厚度，kp k2、bp b2為實(shí)驗(yàn)獲得的被測(cè)值，它們和被測(cè)材料的電導(dǎo)率和激勵(lì)頻率有關(guān)，Btl為檢測(cè)值。運(yùn)算解出底層厚度Cl1和總厚度Cltl的值。然后改變激勵(lì)信號(hào)的頻率，再次進(jìn)行5個(gè)步驟的測(cè)量，再通過上述的公式確定另一組參數(shù)匕、k2和b2，與前一組數(shù)據(jù)構(gòu)成二元二次方程組進(jìn)行求解，得到上下兩涂層的厚度。
[0079]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)方法；其特征在于:包括如下步驟: 第一步、測(cè)出兩層導(dǎo)電涂層的被測(cè)件的檢測(cè)信號(hào)增幅； 第二步、改變上下涂層厚度，測(cè)出隨厚度變化后的檢測(cè)信號(hào)增幅； 第三步、根據(jù)檢測(cè)信號(hào)增幅，擬合出上下層磁場(chǎng)強(qiáng)度與厚度變化的直線關(guān)系，確定上層直線的斜率和截距與底層厚度的關(guān)系，用兩組數(shù)據(jù)代入實(shí)測(cè)點(diǎn)的數(shù)值便可求解出底層厚度和總厚度的值； 第四步、改變激勵(lì)信號(hào)的頻率，再次對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)，再擬合出上下層磁場(chǎng)強(qiáng)度與厚度變化的直線關(guān)系，確定上層直線的斜率和截距與底層厚度的關(guān)系，確定另一組參數(shù)，與第三步的數(shù)據(jù)求解，得出底層厚度和上層厚度的值。
2.如權(quán)利要求1所述的多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)方法；其特征在于:所述第三步和第四步的運(yùn)算過程如下: 設(shè)下層磁場(chǎng)變化與厚度的關(guān)系如下式 B=kd1+b (I) 上層厚度變化曲線的斜率與下層厚度的關(guān)系如下式 kfkidi+bi (2) 上層直線的截距與下層厚度的關(guān)系如下式 b0=k2d1+b2 (3) 直線關(guān)系如下式 B0=kxdQ+b。 (4)· 將式(I)、式(2)和式(3)代入式(4)可得 B0=do+kad^ba (5) 將式(5)轉(zhuǎn)換最終可得
k! Cl1 d0+b! d0+k2 Cl^b2-B0=O (6) 其中Cltl為雙涂層的總厚度，Cl1為底層厚度，kp k2、bp b2為實(shí)驗(yàn)獲得的被測(cè)值，B0為檢測(cè)值。
3.如權(quán)利要求1所述的多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)方法；其特征在于:所述第一步和第二步的檢測(cè)過程如下: 步驟1、通過信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生多個(gè)頻率的正弦激勵(lì)信號(hào)，并將其輸入渦流探頭的激勵(lì)線圈； 步驟2、將渦流探頭固定在兩層導(dǎo)電涂層的被測(cè)件上，正弦多頻激勵(lì)信號(hào)輸入檢測(cè)裝置的激勵(lì)線圈后，在被測(cè)對(duì)象和渦流探頭線圈之間的空間形成一個(gè)耦合的電磁場(chǎng)，探測(cè)所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度信號(hào)，將探測(cè)到磁感應(yīng)強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)化成相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)； 步驟3、通過響應(yīng)信號(hào)放大濾波模塊對(duì)步驟2所得的電壓信號(hào)進(jìn)行放大濾波處理，濾出電壓信號(hào)中的雜波電壓信號(hào)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大； 步驟4、將步驟3放大濾波后的電壓信號(hào)輸入到帶通濾波器中，提取出和各個(gè)激勵(lì)信號(hào)頻率一致的電壓信號(hào)； 步驟5、將步驟4提取出的正弦電壓信號(hào)通過信號(hào)的采集模塊，提取出該正弦電壓信號(hào)的幅值，作為檢測(cè)信號(hào)增幅。
4.一種多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)裝置，其特征在于:包括多頻正弦激勵(lì)信號(hào)發(fā)生模塊、探頭、霍爾傳感器、濾波放大模塊、多頻信號(hào)分離模塊、信號(hào)采集模塊、運(yùn)算模塊和顯示模塊；多頻正弦激勵(lì)信號(hào)發(fā)生模塊與探頭相連，霍爾傳感器附著在探頭上，霍爾傳感器、濾波放大模塊、多頻信號(hào)分離模塊、信號(hào)采集模塊、運(yùn)算模塊和顯示模塊依次相連。
5.如權(quán)利要求4所述的多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)裝置，其特征在于:所述多頻正弦激勵(lì)信號(hào)發(fā)生模塊由至少一片ICL8038震蕩集成電路和一片AD817運(yùn)算放大器組成。
6.如權(quán)利要求4所述的多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)裝置；其特征在于:所述濾波放大模塊為以0P07運(yùn)算放大器為核心的放大濾波電路。
7.如權(quán)利要求4所述的多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)裝置；其特征在于:所述多頻信號(hào)分離模塊為0P07運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)的二階壓控電壓源帶通濾波器。
8.如權(quán)利要求4所述的多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)裝置；其特征在于:所述運(yùn)算模塊包括MSP430單片機(jī)。
9.如權(quán)利要求4所述的多層導(dǎo)電涂層厚度的渦流檢測(cè)裝置；其特征在于:所述顯示模塊為L(zhǎng)ED顯示模塊，包含4位八段L`ED數(shù)碼管。
【文檔編號(hào)】G01B7/06GK103852000SQ201410110935
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】于亞婷, 王飛, 來超, 張德俊, 危荃 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué), 上海航天精密機(jī)械研究所