[发明专利]一种适用于铝材的电涡流测距系统及方法

说明书

本发明公开了一种适用于铝材的电涡流测距系统及方法，该系统包括激励电路单元、探头、信号采集单元、相敏检波电路单元、单片机和上位机；激励电路单元连接探头的线圈，探头的线圈连接信号采集单元，信号采集单元连接相敏检波电路单元，相敏检波电路单元的第一信号输出端经过第一低通滤波模块和第一模数转换模块连接单片机，相敏检波电路单元的第二信号输出端经过第二低通滤波模块和第二模数转换模块连接单片机，单片机连接上位机。利用相敏检波电路将探头测得的阻抗电压进行分解得到感抗X(μ)电压U_X和电阻R(Ω)电压U_R进行分析，从而避免了非铁磁金属材料电涡流测距时的阻抗双值问题出现。

技术领域

本发明属于电涡流检测技术领域，具体涉及一种适用于铝材的电涡流测距系统及方法。

背景技术

电涡流测距技术是非接触检测技术的一种，其原理是向探头线圈中通入高频震荡电流，使探头头部的线圈中产生交变的磁场，当被测金属体靠近这一磁场时，则在此金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与探头头部线圈方向相反的交变磁场，经过转换器算法，来测定探头头部线圈到金属导体表面的距离等参数。

目前电涡流测距技术主要的检测对象主要是铁，铸铁等具有磁性的金属材料。但是对于铝，铜等不具有磁性性质的金属材料能否采用同一种方法进行检测，需要进一步分析。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于铝材的电涡流测距系统及方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种适用于铝材的电涡流测距系统，该系统包括激励电路单元、探头、信号采集单元、相敏检波电路单元、单片机和上位机；激励电路单元连接探头的线圈，探头的线圈连接信号采集单元，信号采集单元连接相敏检波电路单元，相敏检波电路单元的第一信号输出端经过第一低通滤波模块和第一模数转换模块连接单片机，相敏检波电路单元的第二信号输出端经过第二低通滤波模块和第二模数转换模块连接单片机，单片机连接上位机。

在上述技术方案中，单片机型号为AT89S52。

在上述技术方案中，单片机型号为AT89S51。

上述电涡流测距系统的检测方法为：激励电路单元向探头输入高频电流，将探头接近被测铝材表面，信号采集单元采集探头的电压信号，利用相敏检波电路对该电压信号进行分解得到感抗电压U_X信号和电阻电压U_R信号，感抗电压U_X信号经过第一低通滤波模块和第一模数转换模块处理后输入单片机，电阻电压U_R信号经过第二低通滤波模块和第二模数转换模块处理后输入单片机，单片机将数据传送至上位机，由上位机进行处理，上位机根据感抗电压U_X数据或电阻电压U_R数据得到探头距被测铝材表面的距离值。

在上述技术方案中，上位机的数据处理采用了查表的方式：提前进行试验，在探头距离被测铝材表面2mm内每隔0.01mm测量探头线圈的感抗电压变化，即每隔0.01mm，用示波器读取并记录感抗电压值，将所得数据记录在程序中，这样就得到了感抗电压值与探头距被测铝材表面距离之间的对应关系表；使用时，上位机根据单片机传给上位机的感抗电压数据，查表即可得到对该感抗电压所对应的距离值。

在上述技术方案中，适用于铝材的电涡流测距系统采用一种双圈结构测量仪探头，所述双圈结构测量仪探头包括两根磁芯，在第一磁芯上设置第一线圈作为激励线圈，在第二磁芯上设置第二线圈作为检测线圈。

进一步的，两根磁芯均为半圆柱型磁芯(即该磁芯的截面为半圆形)。

进一步的，两个半圆柱型磁芯合并成为完整圆柱并外包绝缘外壳。

进一步的，第一线圈的匝数和第二线圈的匝数相同。