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V i sual basi c在虚拟L abvi ew绝对式双参数涡流检测系统中的应用王敏杰毛毅龙董淳辰(上海工程技术大学机械工程学院，上海市201620)脯要】文章设计了能够同时获得圆柱导体双参数(辛日对磁导率r和电导率)的涡流检测理论，改进了目前常用的通过单—参教来分析导体内部特性的涡流检测方法。
以虚拟仪器软件L abV i ew为工具的绝对式圆柱导体翻科双参数涡流检测装置的系统结构和程序流程。
取代了原先的硬件部分，软件部分使月了Vi sua l B a si c编程代替了原先的手动输入，实现了自动化，可视化的适时控制。
饫罐词]涡流检测；电导率；磁导率；L abV I E W；圆拄体；V B1引富我国钢材工业在改革开放、国民经济持续高速增长的环境下，获得了飞速发展，现已成为世界钢铁生产和消费大国。
但我国钢铁工业结构性的深层次矛盾也充分暴露出来：品种结构不合理，有些产品档次不高，国内钢材市场销售疲软，出口严重受阻而钢材的进口居高不下，迫使产品在市场上低价位运行，原因是由于在钢铁生产的过程中一系列的检测措施不够合理，导致了钢材品质不高废品率高。
因此，提高检测水平，及B寸控制生产工艺，改善钢材的内部组织结构、应力分布，提高产品质量的在线检测手段的研究就显得十分有意义。
涡流检测可以通过对不同试件电导率或磁导率变化的测定．评价某些试件的材质，具有检测速度快、灵敏度高、测量线性范围大，无需耦合、非接触和无污染等优点，具有广阔的发展前景。
因为多参数涡流检测技术把现有的多种单机所实现的不同功能汇聚于一台仪器，既减少了多台仪器联合测量所带来的因多次装夹造成的测量误差．也节省了多台仪器所占有的空间以及测量成本，另外，多参数涡流检测技还提高了测量能力。
因此，我们有必要进行多参数涡流检测技术的研究。
文献中提出绝对式双参数涡流检测方法，利用图1所示的绝对式双参数涡流传感器，利用公式(1)、(4)可以通过输出端的电压和相位信号计算出相对磁导率和有效电导率的值，并设计了以虚拟仪器软件LabV IEW为工具的测量系统，通过以N I计算机软件方法取代原先的硬件部件，来实现仪器的简单化、小型化、经济化的目的，并且提高了测量的速度，便于存储、分析、显示、反馈、易操作。
基于脉冲涡流的管道内检测系统设计李春雨;马义来;张莉莉;何仁洋【摘要】为了识别管道内外壁缺陷,以脉冲涡流检测技术原理为依据,设计了基于MSP430单片机的脉冲涡流管道内检测系统,重点介绍了脉冲信号激励电路设计、功率放大电路设计、探头模块设计、基于LabVIEW的上位机通讯及数据采集和处理模块的设计.并利用所设计的系统在带有缺陷的试验管段上进行验证,试验结果表明,该系统对管道内壁金属损失具有较高的检出能力,可有效识别管道内外壁缺陷.【期刊名称】《无损检测》【年(卷),期】2018(040)007【总页数】4页(P65-68)【关键词】脉冲涡流;管道内检测;MSP430【作者】李春雨;马义来;张莉莉;何仁洋【作者单位】中国特种设备检测研究院,北京 100029;中国特种设备检测研究院,北京 100029;成都工业职业技术学院,成都 610000;中国特种设备检测研究院,北京100029【正文语种】中文【中图分类】TG115.28管道是能源输送的重要工具之一，长年运行的油气管道在应力、磨损、腐蚀等自然因素或人为因素的损坏下，逐渐出现各种缺陷，有些缺陷对管道的正常运输工作构成威胁，一旦管道发生事故或者泄漏，所造成的经济损失及对环境造成的巨大污染将无法估量[1-2]。
因此对管道进行定期的安全检测十分必要。
目前，对管道的在线、在役检测的要求越来越高，漏磁检测作为一种成熟的油气输送管道内检测技术，已经能够准确检测出油气输送管道的金属损失，但对管道内外壁缺陷的检测灵敏度相近，对于管道内外壁缺陷无法精准地区别。
而涡流检测技术可对管道内壁缺陷进行识别，能区分管道内外壁缺陷。
笔者通过对涡流检测装置的研制，实现了对管道内外壁缺陷的检测与评估[3]。
1 脉冲涡流检测原理脉冲涡流检测技术(Pulsed Eddy Current,简称PEC)属于涡流检测技术的范畴。
广义上来讲，只要激励信号是一个基于涡流检测原理的瞬态能量，就属于脉冲涡流检测，激励信号的波形并不拘泥于方波。
基于LabVIEW的远场涡流检测扫查系统研究
张一冲;路浩;邢立伟;张洁
【期刊名称】《铸造技术》
【年(卷),期】2024(45)4
【摘要】针对金属构件近表面存在的裂纹缺陷,基于远场涡流检测法,建立了包含运动扫查平台、信号激励、数据采集等模块的远场涡流检测扫查系统。
运动扫查平台利用PLC控制步进电机带动三维扫查架运动;编写LabVIEW数据采集程序,控制NI 采集卡对检测信号进行采集,在LabVIEW软件与PLC之间使用MX组件通讯,使LabVIEW可以访问PLC的寄存器,读取三维扫查架各轴位移信息,软件与硬件相结合,实现缺陷的自动化检测。
设计了2种不同类型的缺陷,实验结果表明,随着缺陷埋深减少及缺陷宽度增大,得到的缺陷信号也在变大,实际缺陷位置与检测到的缺陷位置误差为0.001 mm;同时,该方法能够检测出最大埋深为5 mm、宽度为0.2 mm 的矩形缺陷。
【总页数】7页(P369-375)
【作者】张一冲;路浩;邢立伟;张洁
【作者单位】西安石油大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG142.15
【相关文献】
1.基于LabVIEW的远场涡流管道检测系统
2.三维涡流场有限元研究及其在远场涡流检测中的应用
3.基于LabVIEW的电涡流检测二维连续同步扫查系统设计
4.一种基于、V—_s－ψ模型的三维涡流场数值算法及其在远场涡流三维缺损检测中的应用
5.基于LabVIEW的燃料元件远场涡流式在线检测系统研究
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基于LabVIEW的插值校验电路脉冲输出的程序设计陈志【摘要】为了实现在脉冲插值校验电路中输入脉冲连续可调并能使频率发生改变,设计出了一款基于LabVIEW脉冲输出程序.该程序主要通过USB连接到Agilent 33521B信号发生器上,让计算机能够控制波形发生器来产生相应波形,实现相关参数的调节,并且能够给定dF/dt的值,使得波形频率F在dF/dt的速率下随时间变化.最后的测试结果表明:所设计的程序满足脉冲插值校验电路对输入脉冲的各种要求.在检定操作中使用脉冲插入系统前,对脉冲插入系统应进行校验,通过校验,检验脉冲内插设备相对于已知的频率范围和频率变化速率反应的正确性.【期刊名称】《软件》【年(卷),期】2018(039)010【总页数】4页(P64-67)【关键词】插值校验;LabVIEW;Agilent33521B【作者】陈志【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海 200093【正文语种】中文【中图分类】TP311.1目前绝大多数的计数器多数都只能计出完整的整数倍脉冲数，从而忽略了某些不完整的脉冲，在短时间的累计过程中，这些不完整的脉冲的数量对最后流量计校准的影响非常大，从而造成了较大的误差[1]。
基于ISO7278-3国际标准提出的脉冲插值技术可以很好地解决上述问题[2]。
在使用脉冲插入系统之前，应对脉冲插入系统应进行校验[3-10]，在国际标准中给定的校验电路中，需要波形发生器提供脉冲信号，并且需要能使频率F随时间变化，这样才能检查脉冲内插值设备相对于已知的频率范围和频率变化速率反应的正确性。
基于这种情况，传统的波形发生器肯定不能满足我们的需要，所以我们在LabVIEW[11-13]的环境下设计相关软件来实现需求，最后并对软件的功能进行测试。
图1给出的是校验电路的方框图。
脉冲发生器提供两种输出，这两种输出频率的差别在于设置到可调节分频器的系数。
频率为F的脉冲由计数器A来计数，频率为F/R的脉冲由我们检定的插值计数器来计数，两组脉冲的启动和停止由同一个开关控制。
一种基于脉冲涡流无损检测技术的硬度分选仪的设计白杨;王益祥【摘要】This paper describes a kind of hardness sorter based on nondestructive testing technology. The field programmable gate array is taken as the central control platform. and the frequeney of DDS signal generator based on FPGA is used to modulate its pulses. At the same time the signal acquisition circuit is designed.The software synchronization sampling technique is used to col ect the feedback status data and then pick up the data related to the hardness of material. At last,the correlativity between the hardness of material and characteristic data is established to distinguish the hardness status.%基于脉冲涡流无损检测技术的硬度分选仪，以FPGA作为核心控制平台，采用DDS技术发出频率可调节的脉冲波，并设计了相应的信号采集电路，通过软件同步采样技术采集反馈的状态数据，然后通过对状态数据的主成分分析，提取出和材料硬度相关的数据信息，最后通过最小二乘法建立起特征数据与材料硬度的相关关系，从而最终实现判断钢铁材料硬度状态的目的。
【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P28-31)【关键词】脉冲涡流;无损检测;DDS;硬度分选【作者】白杨;王益祥【作者单位】南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TH12;TM921.520 引言目前我国的钢铁产业已经形成了相当大的规模，但在实际的钢铁生产过程中，由于始终无法保证高品质的热处理工艺，使得钢铁件在经过热处理以后出现硬度过高或者硬度不足的现象常有发生，造成资源的极大浪费。
科研成果与学术交流NDT 无损检测基于LabVIEW 的涡流检测系统研制李运飞,陈以方(清华大学机械工程系,北京 100084)摘 要:针对传统涡流检测仪器硬件复杂、成本较高的缺点,采用虚拟仪器技术,研制了一套基于LabVIEW 的涡流无损检测系统。
系统由涡流检测硬件电路、上位计算机、数据采集卡以及相关软件组成。
重点介绍了硬件电路中的激励源、自动平衡电路和相敏检波模块的设计。
系统完成后,对圆管管壁通孔和钢条裂纹进行了检测试验。
检测结果表明系统具备良好的检测性能。
关键词:涡流检测;直接数字频率合成;自动平衡;相敏检波中图分类号:T G 115.28 文献标识码:A 文章编号:1000-6656(2009)02-0096-03Development of LabVIEW Based Eddy Current Testing SystemLI Yun -Fei,C HEN Y -i Fang(ND T L ab,Depar tment of M echanical Eng ineering ,T sing hua U niv ersity ,Beijing 100084,China)Abstract:Dir ecting against the disadvantage of t he co mplicated hardwa re and hig h cost o f tr aditional eddy cur rent testing instr ument,a LabV IEW based eddy curr ent test ing sy stem was develo ped.T he system w as co mpo sed of har dw are circuit,co mputer ,data acquisit ion card and relative so ftw are.T he design o f the carr ier frequency g ener ator ,auto -balance cir cuit and t he phase -sensitive det ecto r w as intr oduced in detail.T esting ex periments wer e do ne using the system,and the r esults sho wed that the sy stem had go od t esting capability.Keywords:Eddy cur rent testing;Dir ect dig ita l synthesis;A ut o -balance;Phase -sensitive detecto r随着计算机技术的飞速发展,虚拟仪器技术应运而生。
测试与故障诊断42计算机测量与控制.2020. 28 ( 9)Computer Measurement & Control文章编号：1671 - 4598(2020)09 - 0042 -04 DOI ： 10.16526/ki.11 — 4762/tp.2020. 09.009 中图分类号:TM33;TP23文献标识码:A基于LabVIEW 的电涡流检测二维连续同步扫查系统设计程 军12，李 晴1，游 勇12，徐 帅12，曹国华】，杨继全12(1 .南京师范大学电气工程及其自动化学院，南京210023；2-南京师范大学江苏省三维打印装备与制造重点实验室，南京210046)摘要：基于涡流法利用电机驱动的位移台或扫查架对大尺寸构件进行平面扫查时，由于电机连续运行有加速匀速减速3个阶 段，电机运行和数据采集时钟不一致，造成采样点与空间实际位置不匹配，因此提出一种基于LabVIEW 的涡流检测二维连续同步扫查系统，提高系统检测效率以及准确性；通过对电机加速运动和减速运动编码器脉冲与采集卡晶振时钟脉冲进行对比分析, 并分别将编码器脉冲与晶振时钟脉冲作为数据采集卡采集数据的触发时钟进行实验验证；结果表明，采用晶振时钟脉冲作为采集数据的触发时钟时，成像的裂纹位置与实际裂纹位置有一个明显的偏移；采用编码器脉冲作为采集数据的触发时钟时，成像的裂纹位置与实际裂纹位置基本一致，从而验证了该系统的可靠性以及在工程运用中的可行性。
关键词： 涡流检测； LabVIEW ； 运动控制； 同步采样Design of 2D Continuous Synchronous Scanning System for EddyCurrent Detection Based on LabVIEWCheng Jun 12 , Li Qing 1 , You Yong 1，, Xu Shuai 12 , Cao Guohua 1 , Yang Jiquan 1，(1. School of Electric and Automation Engineering, Nanjing Normal University, Nanjing 210023 , China ；2. Jiangsu Provincial Key Laboratory of 3D Printing Equipment and Manufacturing, Nanjing Normal University,Nanjing 210046, China)Abstract ： Whenusinga motor —drivendisplacementstageorscanningframetoperform continuoustwo —dimensionalplanarscanningoflargecomponentsbasedontheeddycurrent method ， sincethe motorrunscontinuouslyinthreestagesofacceleration ， constantspeedanddeceleration ，themotoroperationanddataacquisitionclockareinconsistent ，causingthemismatchofthesampling pointstotheactualpositioninspace Therefore ，atwo —dimensionalcontinuoussynchronousscanningsystemforeddycurrentdetec-tion based on LabVIEW is proposed to improve the detection efficiency and accuracy of the system. By comparing and analyzing the encoderpulsesandcrystalclockpulsesoftheacquisitioncardduringaccelerationanddecelerationofthemotor ， andusingtheencoderpulsesandcrystalclockpulsesastriggerclocksfordataacquisitionbythedataacquisitioncard Theexperimentalverificationshows thatwhenusingthecrystalclockpulseasthetriggerclockfordataacquisition ，thereisanobviousdeviationbetweentheimagecracklocationandtheactualcracklocation Whentheencoderpulseisusedasthetriggerclockfordataacquisition ， thecracklocationof imagingisbasica l yconsistentwiththeactualcracklocation ， whichverifiesthereliabilityofthesystemandthefeasibilityinengineer-ingapplicationKeywords : eddy current detection ； LabVIEW ； motion control ； synchronous sampling0 引 言利用涡流法对大尺寸大面积的实际结构进行检测，传 统的手持式探测方法m 因其检测速度慢、数据采集灵敏度低、检测结果也不太准确，已经不能满足当前的检测要求，因此需要开发一种连续高速二维平面扫查系统，以提高检 测效率。
基于Labview软件的涡流测厚系统研制
张莉萍;余璆
【期刊名称】《无损检测》
【年(卷),期】2005(027)007
【摘要】介绍一种基于Labview软件的涡流测厚系统.采用Labview应用软件,结合电涡流传感器,对测量数据进行采集、数字滤波、曲线拟合和显示,实现厚度测量,它可以得到直观的x,y视图,且方便地动态调节方程的幂次,以获得最佳的检测结果.【总页数】4页(P374-376,391)
【作者】张莉萍;余璆
【作者单位】上海工程技术大学,电子电气工程学院,上海,200065;上海工程技术大学,电子电气工程学院,上海,200065
【正文语种】中文
【中图分类】TG115.28
【相关文献】
1.智能型高精度涂镀层涡流测厚仪的研制 [J], 楼敏珠;张云柯;程英丽
2.基于LabVIEW的涡流检测系统研制 [J], 李运飞;陈以方
3.基于电涡流传感器的覆层测厚系统的设计 [J], 邬少华
4.基于LabVIEW及NI DAQmx的压延机在线测厚系统 [J], 冯晓婷;李杏华;樊玉铭
5.基于LabVIEW的电涡流检测二维连续同步扫查系统设计 [J], 程军;李晴;游勇;徐帅;曹国华;杨继全
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项目编号_ __大学生创新训练计划结题验收材料项目名称金属构件脉冲涡流无损检测系统设计项目负责人王地龙所学专业机械自动化所在学院机械工程学院电话(手机)电子信箱项目起止年月2010 年10 月到2011年9 月第一指导教师张洪专业技术职务副教授电话(手机)电子信箱结题日期2011年9 月江南大学教务处制目录1．大学生创新训练计划项目结题验收表.... (1)2．大学生创新训练计划项目成果精粹........ . (4)3．大学生创新训练计划项目成果佐证材料.. (20)江南大学大学生创新训练计划项目结题验收表学院名称：机械工程学院填写日期：2011 年8 月大学生创新训练计划《金属构件脉冲涡流无损检测系统设计》成果精粹江南大学二○一一年八月图1.2 仿真模型的尺寸示意图对有限元计算，归结为一句话就是解微分方程。
而解方程要有定解，就一定要引入条件，这些附加条件称为定解条件。
其中边界条件就为定解条件的一种。
所以说尤为重要。
对于本模型的边界条件，如图2.3所示，数字1、3、5表示轴对称，2、7、15表示磁绝缘，4、6、8、9、14表示试块，10、11、12、13表示探头。
图1.3 边界设定示意图1.4 网格化与求解接下来就要对之前绘制的图形进行进一步处理。
首先要设置求解器参数如图1.4所示。
图1.4 求解器参数设置时间设置中，网格点的个数越多，则计算更准确，鉴于计算机的性能原因，将网格点数设置为30000点进行求解。
初始化网格，如图1.5所示；图1.6为细化网格。
图1.5初始化网格图1.6 细化网格然后进行求解，求解结果如图1.7所示。
图1.7 求解结果后处理阶段。
求解剖面参数，得到磁通密度与时间的关系如图1.8所示。
图1.8 剖面图参数（T/t曲线）1.6 运用Matlab分析处理仿真数据把有限元仿真数据在Matlab软件中进行处理，并通过最小二乘法对其进行拟合，可分别得到试件缺陷尺寸、霍尔传感器峰值电压关系图和相应的拟合曲线，将之前通过COMSOL仿真得到的剖面图参数所输出的数据（缺陷尺寸为2mm、4mm、6mm 时的数据）通过Matlab中的plot函数进行分析，得到图1.9所示关系图。
科研成果与学术交流NDT 无损检测2009年第31卷第1期基于LabVIEW 的脉冲涡流检测系统张世雄1,宋文爱2,陈以方2,程婷婷1(1.中北大学信息与通信工程学院,太原 030051;2.清华大学,北京 100084)摘 要:脉冲涡流检测技术采用频谱丰富的脉冲作为激励信号,响应信号中包含多个频率的分量,从而增强了脉冲涡流检测的抗干扰能力,增加了检测的深度。
采用虚拟仪器技术,研制了一套基于LabVIEW 的脉冲涡流检测系统。
系统由脉冲涡流检测硬件电路、上位计算机、数据采集卡以及相关软件组成。
重点介绍了硬件电路中的激励源、前置滤波和传感器模块的设计。
通过对标准试样进行检测试验,表明该系统具备良好的检测性能。
关键词:脉冲涡流检测;激励源;前置滤波;传感器;系统设计中图分类号:TG115.28 文献标识码:A 文章编号:100026656(2009)0120012203Development of Pulsed Eddy Current Testing System Based on LabVIEWZHANG Shi 2Xiong 1,SONG Wen 2Ai 2,CHEN Yi 2Fang 2,CHENG Ting 2Ting 1(1.School of Infor mation and Communication Engineer ing,North University of China,Taiyuan 030051,China;2.Tsinghua University,Beijing 100084,China)Abstr act:Pulsed eddy cur rent t esting employs pulses with rich frequency com ponents as t he excit ing signal,and consequently,there exist many fr equency com ponents in corr esponding r esponse.M eanwhile,the counter 2interference of pulsed eddy curr ent testing is improved,and the detection depth is enlarged also.a LabVI EW based pulsed eddy current testing system was developed.T he system was composed of hardwar e cir cuit,computer,dat a acquisition car d and r elative software.T he design of the carr ier frequency generator,head filter and sensor was introduced in deta il.Testing experiments wer e done using the system,and the results showed that the system had good t esting capability.Keywords:Pulsed eddy cur rent testing;Dir ect digital synthesis;H ead filter;Sensor ;Syst em design计算机技术的飞速发展,极大地促进了检测技术和检测仪器的革新,虚拟仪器技术应运而生。
虚拟仪器是一种计算机仪器系统,它利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板,用以控制底层硬件,并利用强大的软件来完成信号的采集、分析、显示和存储。
脉冲涡流检测采用周期性脉冲作为激励。
由于脉冲包含很宽的频谱,因而脉冲涡流检测的响应包含多个频率信息[1],可克服传统涡流检测时穿透深度浅的缺点,实现对物体内部的检测。
收稿日期:2008201220作者简介:张世雄(1982-),男,硕士研究生,专业为检测技术及自动化装置。
1 检测原理采用脉冲信号作为激励源,根据傅里叶变换可知[2],如果5n (x)是标准正交函数系,即:C n =Q baf (x)5n(x)d x (n =1,2,,)脉冲信号f (t)能被展开成正交函数系5n (t)的广义傅里叶级数,即:f (t)=E ]n=1Cn5n (t)式中傅里叶系数C n =Q ]f (t)5n(t)d t 。
传统涡流法是观察检测线圈的阻抗变化,以判断是否存在缺陷;脉冲涡流法则是检测感应电压的瞬态变化。
这时当脉冲信号输入激励线圈时,激励122009年第31卷第1期线圈产生的磁场会在被测试件中产生涡流,从而使检测线圈感应出瞬态电压(图1)。
图1 脉冲涡流检测的暂态波形涡流检测中缺陷深度越深,相位滞后越明显。
因此,表面和近表面缺陷对该瞬态信号的前半段影响较大,而对后半段影响较小;深层缺陷则恰好相反。
脉冲涡流检测中常采用信号峰值和峰值对应时刻这两个特征参数来量化缺陷。
其中,信号峰值与缺陷大小有关,缺陷越大,峰值越高;同时,该峰值也取决于缺陷所在深度。
峰值对应时刻取决于磁场的穿透路径,即缺陷所在的位置。
但磁场穿透路径和峰值对应时刻之间并非线性关系,缺陷所在位置越深,相应的暂态信号的峰值对应的时刻越靠后。
传统涡流检测装置需配置不同的传感器和不同频率的激励信号,以检测试样中不同深度的缺陷。
而脉冲涡流检测方法无需根据检测深度更换传感器和改变激励信号的频率,一次激励便可检测出试样中不同深度的缺陷。
2 检测系统总体设计脉冲涡流检测系统由硬件和软件组成。
硬件包括计算机、涡流检测电路、数据采集卡以及传感器。
其中涡流检测电路包含了激励源、可调增益放大、包络检波和滤波等模块。
检测系统的总体框图如图2。
图2 脉冲涡流检测系统框图计算机是整个检测系统的核心。
传感器输出信号经过涡流检测电路的处理后,通过数据采集卡进入计算机,最终在计算机屏幕上显示出来。
2.1 激励源激励源主要由NE555芯片、电位器、开关二极管和电容组成。
图3中脉冲的占空比和频率均设计图3 脉冲发生电路图为连续可调,电位器RP1调节脉冲的低电平时间(即脉冲周期),电位器RP2调节脉冲的高电平时间(即脉宽),脉冲频率设置为1~10kH z,占空比为2%~15%可调。
脉冲信号的自身功率不足以触发传感器的谐振,需要脉冲驱动电路来完成能量供给,其主要由PNP 型的9012和NPN 型的9013三极管和大容量的电解电容组成,其中三极管的开关状态由脉冲发生电路控制。
当控制脉冲为高电平时,9013导通,同时9012也导通,通过开关二极管向激励线圈注入电流;当控制脉冲为低电平时,9013关断,进而9012也关断,同时由于开关二极管的存在,使得激励线圈中的能量与外界隔绝,产生自激振荡。
2.2 传感器设计研制的换能器必须能抑制噪声,提高检测灵敏度。
此外,结构简单,体积小,降低激励信号功率等也是换能器设计中需要注意的问题。
笔者采用U 型磁芯换能器,其原理结构如图4所示。
图4 U 型磁芯换能器检测线圈的内径为1mm,高为4mm,共绕制500匝。
矩形激励线圈的尺寸为50mm @45mm @45mm,共绕制400匝。
磁芯材料选为铁氧体,以增大线圈的电感,提高线圈的品质因数,增强换能器的检测灵敏度,降低对激励信号的功率要求。
U 型磁芯探头的两个线圈共用一个磁路,用强度相同的激励磁场,可以有效地抑制噪声,效果优于两线圈差动的换能器。
当激励信号的频率上升时,相对于同一缺陷,装置的检测灵敏度会降低。
由于所用的脉冲信号中,直流和基频信号仍含有信号总能量较大的一部分,因此,频率的选择将决定各次谐波在频域范围内的分布。
当激励信号的占空比在一个较大范围内改变时,检测线圈的输出信号的峰值基本没有变132009年第31卷第1期化,只存在一些微小的波动。
2.3 前端滤波电路设计对探头输出信号作分析处理时,探头输出的信号中包含了高频噪声,这些噪声将产生大量的毛刺,影响波形的观测,因此,需要对信号进行滤波。
脉冲涡流检测的相应频谱很宽,但主要取频谱的中频和低频部分进行分析,故采用电压反馈运算放大器AD9631构成的二阶有源低通滤波器[3]。
2.4 上位机系统采用ADLINK 公司的数据采集卡PCI9812实现信号的采集。
它是一款四通道数据采集卡,最高采样频率为20MH z,电压输入范围为-5~+5V,电压分辨率为12位。
上位机软件系统采用NI 公司的LabVIEW 编写,包括检测参数设置、数据采集控制、检测结果的显示以及检测数据的存储/读出等模块。
检测数据可以随时保存在数据文件中,也可以随时读出。
3 试验验证(1)调节电位器的阻尼,激励源可稳定地输出频率为1kH z 、占空比为5%的脉冲。
将U 型磁芯换能器放置在试样表面进行检测,换能器扫描速度为0.1m/s 。
当换能器经过缺陷上方时,系统发出报警信号,整个过程中未出现漏检,来发生误报警。
图5 无提离时的缺陷检测波形图5为无提离时在有缺陷处采集到的信号波形。
(2)采用相同的U 型换能器,测试在提离高度为1.5mm 时系统的检测性能。
当移动换能器时,无误报警,表明系统可有效抑制提离噪声,图6为此时的检测波形。
图6 提离高度为1.5mm 时的缺陷检测波形由图5和6比较可知,在探头提离1.5mm 时所采集到的信号峰值约为在探头无提离时所采集到的信号峰值的一半,但曲线变化基本吻合。
4 结论设计了一套完整的脉冲涡流检测系统,试验取得了良好的效果。
但由于电磁信号检测系统本身比较复杂,还有很多不确定因素存在,需要在具体的应用中进一步研究。
参考文献:[1] Bruno Lebr un,Yves Jayet,Jean 2Claude Baboux.Pulsed eddy cur rent signal analysis:application to the experimental detect ion and character izat ion of deep f laws in highly conductive materials[J].NDT &E In 2ter national,1997,30(3):163-170.[2] 任吉林.电磁检测[M].北京:机械工业出版社,2000.[3] Ser gio Fr anco,著.基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计[M].刘树堂,译.西安:西安交通大学出版社,2004:114-121.(上接第9页)参考文献:[1] Srinivas K,Siddiqui A O,Lahiri J.Thermogra phic in 2spection of composite materials [C].P roc.National Seminar on Non -Destr uct ive Evaluation H yderabad,2006.[2] 蒋淑芳,郭兴旺,沈京玲,等.固体火箭发动机绝热层脱粘的红外热波无损检测[J].激光与红外,2005,8(8):584-586.[3] Steven M.Shepar d,James R Lhota,T asdiq Ahmed,et al.Thermogra phic inspection of composite struc 2tur es [J ].SAMPLE Journal,September /October,2003,39(5):.[4] H uang Songling,Li Luming,Yang Haiqing,et al.NDE of composites delamination by inf rared thermog 2raphy[C].P roceedings of SP IE Vol.5046,2003:219.14。
