[发明专利]基于扰动磁场检测仪的电路装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测仪的电路装置，尤其涉及一种基于扰动磁场检测仪的电路装置。

背景技术

传统的无损检测方法如磁粉检测和渗透检测方法的检测灵敏度较高，但它们对构件表面要求高，需要对表面进行除漆等清理，增加了大量的检修工时和作业量；超声检测则因为构件表面粗糙不平而声耦合较差，使得准确定量判伤比较困难；涡流检测实现了非接触检测，无需耦合介质，但由于影响检测信号因素较多，对检测人员素质要求高，易造成漏判或误判，影响检测质量。扰动磁场检测技术是一种新的检测技术，该方法检测速度快、精度高，定性、定量检测一次完成，能实现非接触检测，无需清理金属表面的油漆和涂层，同时不需要标定试块，具有传统无损检测方法无法比拟的优点。研制新的扰动磁场检测仪将具有广阔的应用前景。

扰动磁场检测技术(ACFM)是近期发展起来的一种交流电磁检测技术，具有检测速度快、数学模型清晰、受提离效应影响小、操作简单、易实现自动化检测等一系列优点。ACFM技术是从交流电压降测量法(ACPD)发展而来的。英国伦敦大学无损检测中心为了克服ACPD法要求探头和工件间要求良好接触等的缺点和不足，提出了通过交流电磁场的感应，测定表面感应磁场的变化(扰动磁场)来检测工件缺陷的新思路(ACFM方法)。随后，英国的技术软件公司(TSC公司)开发了相关仪器，并于20世纪90年代后期开始探索性应用于海洋石油平台的检测。由于该仪器价格昂贵，测量精度还有待于提高，在我国还没有得到普遍的应用。目前我国还没有研制出公认成熟的、商用的检测仪器。但是由于该项技术与涡流检测、超声检测等相比具有明显的优越性，开发相应廉价高效的ACFM检测仪将具有广阔的应用空间和巨大的经济效应。

该发明重点是研制一种用于扰动磁场检测仪器的测试电路系统，该扰动磁场检测系统的总体结构电路如图1所示 。该总体电路由激励源模块电路、传感器模块、信号调理电路、移相和相关器电路、信号采集电路与A/D转换电路和计算机显示系统组成。其中，激励源模块电路包括稳压电路、信号发生器、功率放大器；传感器模块包括激励线圈和检查线圈；信号调理电路包括差分放大电路、滤直流检波电路、带通滤波电路、后置放大电路；还有移相电路、相敏检波电路、直流放大积分器部分；A/D转换电路主要有数据采集卡和数据采集程序；基于Labview的计算机处理控制与显示程序。 

发明内容

本发明的主要技术是提供一种基于扰动磁场检测仪的电路装置，为高效能扰动磁场检测仪的研制提供一种技术方案。

本发明是这样实现的，它包括稳压电源、信号发生器、触发电路、功率放大器、激励线圈、待测试件、检测探头、信号调理电路、相关器、A/D转换电路、计算机、移相电路、方波形成电路，其特征是稳压电源连接信号发生器，信号发生器分别连接触发电路和功率放大器，功率放大器连接激励线圈，激励线圈连接待测试件，待测试件连接检测探头，检测探头连接信号调理电路，信号调理电路连接相关器，相关器连接A/D转换电路，A/D转换电路连接计算机，所述触发电路连接移相电路，移相电路连接方波形成电路，方波形成电路连接相关器。

所述信号调理电路包括前置差分放大电路、滤直流检波电路、二阶压控电压源带通滤波电路、集成后置放大电路，所述前置差分放大电路、滤直流检波电路、二阶压控电压源带通滤波电路和集成后置放大电路依次连接。

本发明的技术效果是：该发明的检测电路能对微弱信号有很好的放大作用，同时对噪音有很好的抑制作用。该电路还能把缺陷信号的幅值和相位同时检测出来， 能很好地实现对金属表面裂纹缺陷特征的检测和表征。

附图说明

图1 扰动磁场检测系统的总体结构电路图。

图2  TCL2262差分放大电路。

图3  TCL2262差分放大仿真电路。

图4 滤除检测信号中2.5V直流成分的OP07电路。

图5 二阶压控电压源带通滤波电路。。

图6 LM324后置放大电路图。

图7 移相电路。

图8 相关器仿真电路图。

图9 相关器设计电路图。

图10 数据采集程序框图。

图11 互相关幅值相位检测子程序框图。

图12 互相关检测器主程序框图。

图13为信号调理电路原理方框图。

具体实施方式