[发明专利]一种多频率自动扫描的材料硬度检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种多频率自动扫描的材料硬度检测装置及方法。该装置包括励磁线圈、待检材料、感应线圈和检测电路，其中检测电路包括频率合成电路、频率信号放大电路、感应信号放大电路和模数转换电路、控制器；所述励磁线圈与检测电路中的频率信号放大电路相连，感应线圈与检测电路中的感应信号放大电路相连；检测电路通过串行接口连接到PC机。方法为：将待检材料放入励磁线圈和感应线圈之间，改变励磁线圈激励信号频率和功率，检测电路检测励磁线圈和感应线圈中感应电动势的变化，并将数据返回至PC机可视化，以此检测材料的硬度是否合格。本发明能够简单快速、精确无损地检测材料的硬度，具有精度高、实用性好的优点。

技术领域

本发明属于自动扫描检测技术领域，特别是一种多频率自动扫描的材料硬度检测装置及方法。

背景技术

材料的硬度可以认为是材料表面在压应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测试能够给出材料软硬度的定量概念，即使用硬度示值来表示材料的软硬程度。传统的材料硬度检测方法分为弹性回跳法(如肖氏硬度)、压入法(如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度)和划痕法(如莫氏硬度)三类。这三类检测方法的检测结果极易受干扰，容易造成误差，且无法在成品上进行检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方便快速、精确高效的多频率自动扫描无损材料硬度检测装置及方法，从而提高材料硬度检测的准确率。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种多频率自动扫描的材料硬度检测装置，包括励磁线圈、待检材料、感应线圈和检测电路，其中检测电路包括频率合成电路、频率信号放大电路、感应信号放大电路和模数转换电路、控制器；

所述励磁线圈与检测电路中的频率信号放大电路相连，感应线圈与检测电路中的感应信号放大电路相连；检测电路通过串行接口连接到PC机；

将待检材料放入励磁线圈和感应线圈之间，检测电路检测感应线圈中感应电动势的变化，将感应电动势进行数模转换并返回至PC机并显示，根据感应电势的数据确定待检材料的硬度是否合格。

作为一种具体示例，感应线圈由一对阻抗相同绕向相反线圈组成。

作为一种具体示例，检测电路中的频率合成电路，由DDS与单片机构成，DDS采用芯片AD9850。

一种多频率自动扫描的材料硬度检测方法，步骤如下：

步骤1，通过PC机控制频率合成电路中DDS产生固定幅值为1V的正弦信号，该信号通过频率信号放大电路输入励磁线圈产生激励磁场；

步骤2，将待检材料放入励磁线圈和感应线圈之间产生相应的感应电动势，通过感应信号放大电路将感应电动势发送给模数转换电路，经模数转换电路处理后得到感应电动势的数字信号并返回给PC机；

步骤3，PC机根据感应电动势的数字信号确定待检材料的硬度是否合格：若该感应电动势值在指定阈值内，则工件合格，否则不合格。

作为一种具体示例，步骤3所述PC机根据感应电动势的数字信号确定待检材料的硬度是否合格，具体为：

通过PC机指定DDS输出频率范围为0～4MHz频率的信号，检测该待检材料在不同磁场下的感应电动势，将检测结果加权平均得到最终结果。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：(1)通过将待检材料放置在励磁线圈和感应线圈内，只要经过感应线圈就能检测到材料硬度，成功实现无损检测；(2)在频率合成电路产生的不同频率下对材料进行检测，将检测结果加权平均，提高了检测结果精确度；(3)通过检测待检材料在感应线圈中产生的感应电动势，并将结果返回至PC机，将能够简单、快速、精确、高效的测量材料的硬度，提高了检测的效率。

附图说明

图1为本发明多频率自动扫描的材料硬度检测装置的基本结构图。