巴克豪森阵列传感器的制作方法

本实用新型涉及检测领域，具体而言，涉及一种巴克豪森阵列传感器。

背景技术：

目前，在大量工程现场中，应力无处不在，在应力检测中，较为成熟的方法是X射线衍射法、盲孔法。X射线衍射法测量准确，但射线辐射较大，且射线设备体积较庞大，适合实验室使用，对于现场使用较为不便，对于大型零件及运动中瞬态应力测量不便；盲孔法通过在被测物体表面钻取小孔，通过小孔附近区域的形变而计算得到物体内部应力，其对材料具破坏性且对大面积检测及应力成像较为困难；因此，迫切需要一种对关键部件应力分布及其成像的快速无损检测手段。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种巴克豪森阵列传感器，以至少解决现有技术中无法对待检测物体的应力分布进行快速无损检测并成像的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种传感器，包括：外壳；磁轭，设置在所述外壳上，用于导磁；编码器，设置在所述磁轭上，用于在所述传感器运动的过程中检测所述传感器的位置信息；巴克豪森接收器阵列，用于接收被检测材料的不同位置的巴克豪森信号，其中，所述巴克豪森接收器阵列包括多个巴克豪森接收器；激励线圈，设置在所述磁轭上，用于通过交流电进行局部磁化。

进一步地，所述磁轭与所述巴克豪森接收器阵列形成的表面为预设形状，其中，所述预设形状由待检测物体的表面形状决定。

进一步地，所述多个巴克豪森接收器排成一排或者方阵。

进一步地，所述传感器还包括：滚轮，设置在所述外壳上。

根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种检测系统，包括：函数发生器，与功率放大器、计算机均相连，用于产生激励信号；功率放大器，与所述函数发生器、所述传感器均相连，用于将所述函数发生器产生的激励信号进行放大，放大后的激励信号用于激励所述传感器工作；权利要求1至3任一项所述的传感器，与所述功率放大器、编码器配套电路、信号处理器均相连，用于接收多路巴克豪森信号；编码器配套电路，与所述传感器、所述计算机均相连；信号处理器，与所述传感器、所述计算机均相连，用于对所述多路巴克豪森信号进行放大和滤波；计算机，与所述信号处理器、所述编码器配套电路、所述函数发生器均相连，用于控制所述函数发生器产生激励信号，接收并分析所述信号处理器发送的处理过的多路巴克豪森信号，以及接收并解析所述编码器配套电路发送的信号。

进一步地，所述传感器的巴克豪森接收器阵列与所述信号处理器相连，所述传感器的编码器与所述编码器配套电路相连，所述传感器的激励线圈与所述功率放大器相连。

进一步地，所述信号处理器包括：多通道前置放大器，与多通道滤波器、所述巴克豪森接收器阵列均相连，用于对所述多路巴克豪森信号进行放大；多通道滤波器，与所述多通道前置放大器、所述计算机均相连，用于将放大后的巴克豪森信号进行滤波。

进一步地，所述信号处理器包括：多通道滤波器，与多通道前置放大器、所述巴克豪森接收器阵列均相连，用于对多路巴克豪森信号进行滤波；多通道前置放大器，与所述多通道滤波器、所述计算机均相连，用于对滤波后的多路巴克豪森信号进行放大。

在本实用新型实施例中，共用同一个激励磁轭而采用阵列式巴克豪森信号接收器方式同时获取被检部件不同位置巴克豪森信号，在保证激励信号的一致性的同时提高了检测效率，通过编码器获取位置信息，阵列式传感器获取不同位置巴克豪森信号，通过对巴克豪森信号进行分析，得到待检测物体的应力分布，不会对待检测物体造成损伤，而且，阵列式传感器一次获取多个位置的巴克豪森信号，检测效率高，达到了对待检测物体的应力分布进行快速无损检测并成像的技术效果，进而解决了现有技术中无法对待检测物体的应力分布进行快速无损检测并成像的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1-1是根据本实用新型实施例的一种传感器的示意图；

图1-2是根据本实用新型实施例的又一种传感器的示意图；

图1-3是根据本实用新型实施例的又一种传感器的示意图；

图1-4是根据本实用新型实施例的又一种传感器的示意图；

图1-5是根据本实用新型实施例的又一种传感器的示意图；

图1-6是根据本实用新型实施例的又一种传感器的示意图；

图2-1是根据本实用新型实施例的传感器检测平面表面的示意图；

图2-2是根据本实用新型实施例的传感器检测凸面表面的示意图；

图2-3是根据本实用新型实施例的传感器检测凹面表面的示意图；

图3是根据本实用新型实施例的传感器在待检测物体表面运动的示意图；

图4-1是根据本实用新型实施例的一种检测系统的示意图；

图4-2是根据本实用新型实施例的又一种检测系统的示意图；

图4-3是根据本实用新型实施例的又一种检测系统的示意图；

图5是根据本实用新型实施例的应力实时成像过程的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型实施例，提供了一种传感器。图1-1、图1-2、图1-3是根据本实用新型实施例的传感器的示意图。

如图1-1、图1-2、图1-3所示，本实用新型实施例提供的传感器包括：巴克豪森接收器阵列2、编码器3、激励线圈4、磁轭5、外壳6。

磁轭5，设置在外壳6上，用于导磁。磁轭与被检部件接触部分不限于设计为面接触，还可为线接触或点接触。

编码器3，设置在磁轭5上，用于在传感器运动的过程中检测传感器的位置信息。

巴克豪森接收器阵列2，用于接收被检测材料的不同位置的巴克豪森信号，其中，巴克豪森接收器阵列2包括多个巴克豪森接收器。

激励线圈4，设置在磁轭5上，用于通过交流电进行局部磁化。

在本实用新型实施例中，共用同一个激励磁轭而采用阵列式巴克豪森信号接收器方式同时获取被检部件不同位置巴克豪森信号，在保证激励信号的一致性的同时提高了检测效率，通过编码器获取位置信息，阵列式传感器获取不同位置巴克豪森信号，通过对巴克豪森信号进行分析，得到待检测物体的应力分布，不会对待检测物体造成损伤，而且，阵列式传感器一次获取多个位置的巴克豪森信号，检测效率高，解决了现有技术中无法对待检测物体的应力分布进行快速无损检测并成像的技术问题，达到了对待检测物体的应力分布进行快速无损检测并成像的技术效果。

可选地，如图1-4、图1-5、图1-6所示，传感器还包括：滚轮1。滚轮1，设置在外壳6上。滚轮1可以为万向轮，滚轮1可以设置在外壳6的内侧。

可选地，磁轭与巴克豪森接收器阵列形成的表面为预设形状，其中，预设形状由待检测物体的表面形状决定，例如，磁轭5与巴克豪森接收器阵列2形成的表面为以下形状之一：平面(如图1-1、图1-4所示)、凹面(如图1-2、图1-5所示)、凸面(如图1-3、图1-6所示)、波浪形平面等。

本实用新型实施例提供的传感器可以检测平面表面和曲面表面。

如图1-1和图1-4所示，磁轭5与巴克豪森接收器阵列2形成的表面为平面，该传感器能够检测平面表面。

如图1-2和图1-5所示，磁轭5与巴克豪森接收器阵列2形成的表面为凹面，该传感器能够检测凸面表面。传感器与管道外壁接触，传感器设计为凹圆弧状，能够检测管道外壁。

如图1-3和图1-6所示，磁轭5与巴克豪森接收器阵列2形成的表面为凸面，该传感器能够检测凹面表面。传感器与管道内壁接触，传感器设计为凸圆弧状，能够检测管道内壁。

对于其他结构表面，可根据部件表面调整传感器与被检部件接触部分结构，使传感器可适用于被检部件。

可选地，多个巴克豪森接收器排成一排或者方阵。

如图2-1、图2-2、图2-3所示，传感器8可沿被检部件7的XY平面任意移动，如图3所示，传感器沿Y方向运动，在编码器记录位置信息的同时内部巴克豪森接收阵列2可快速扫过表面，获得被检部件7的不同位置的巴克豪森信号。

根据本实用新型实施例，还提供了一种检测系统。如图4-1所示，该检测系统包括：函数发生器、功率放大器、上述传感器、编码器配套电路、信号处理器、计算机。

函数发生器，与功率放大器、计算机均相连，用于产生激励信号。

功率放大器，与函数发生器、传感器均相连，用于将函数发生器产生的激励信号进行放大，放大后的激励信号用于激励传感器工作。

传感器，与功率放大器、编码器配套电路、信号处理器均相连，用于接收多路巴克豪森信号。

编码器配套电路，与传感器、计算机均相连。

信号处理器，与传感器、计算机均相连，用于对多路巴克豪森信号进行放大和滤波。

计算机，与信号处理器、编码器配套电路、函数发生器均相连，用于控制函数发生器产生激励信号，接收并分析信号处理器发送的处理过的多路巴克豪森信号，以及接收并解析编码器配套电路发送的信号。

在本实用新型实施例中，共用同一个激励磁轭而采用阵列式巴克豪森信号接收器方式同时获取被检部件不同位置巴克豪森信号，在保证激励信号的一致性的同时提高了检测效率，通过编码器获取位置信息，阵列式传感器获取不同位置巴克豪森信号，通过对巴克豪森信号进行分析，得到待检测物体的应力分布，不会对待检测物体造成损伤，而且，阵列式传感器一次获取多个位置的巴克豪森信号，检测效率高，解决了现有技术中无法对待检测物体的应力分布进行快速无损检测并成像的技术问题，达到了对待检测物体的应力分布进行快速无损检测并成像的技术效果。

由于传感器包含多路巴克豪森接收器，故需要多通道前置放大器和多通道滤波器。

检测时计算机控制函数发生器产生激励信号，激励信号经功率放大器放大后激励传感器工作。此时位于传感器内部不同位置的多路巴克豪森接收器接收到多路巴克豪森信号。信号处理器对多路巴克豪森信号对各路信号进行放大、滤波(放大、滤波的先后顺序不做限定)。最终各路信号传入计算机，计算机对各路信号进行实时计算各路信号特征值，包括均方根、平均值、峰值、宽峰比等；与此同时，计算机同时通过编码器获取传感器位置信息，当传感器沿被检部件表面运动时，整个系统实时获取传感器所在被检部件表面位置和巴克豪森信号，进而对整个被检部件表面巴克豪森信号，通过计算处理得到整个被检部件表面应力分布图像。

可选地，传感器的巴克豪森接收器阵列与信号处理器相连，传感器的编码器与编码器配套电路相连，传感器的激励线圈与功率放大器相连。

可选地，信号处理器包括：多通道前置放大器、多通道滤波器。

作为一种可选的实施例，如图4-2所示，信号处理器包括：多通道前置放大器、多通道滤波器，多通道前置放大器，与多通道滤波器、巴克豪森接收器阵列均相连，用于对多路巴克豪森信号进行放大。多通道滤波器，与多通道前置放大器、计算机均相连，用于将放大后的巴克豪森信号进行滤波。

作为另一种可选的实施例，如图4-3所示，信号处理器包括：多通道前置放大器、多通道滤波器，多通道滤波器，与多通道前置放大器、巴克豪森接收器阵列均相连，用于对多路巴克豪森信号进行滤波。多通道前置放大器，与多通道滤波器、计算机均相连，用于对滤波后的多路巴克豪森信号进行放大。

如图2-1、图2-2、图2-3所示，传感器8可沿被检部件7的XY平面任意移动，如图3所示，传感器沿Y方向运动，在编码器记录位置信息的同时内部巴克豪森接收阵列2可快速扫过被检部件7的表面，对表面的应力或硬化层深度或表面硬度进行实时成像，应力成像过程实时显示如图5所示。图5中，颜色深度与应力大小成正比，应力越大，颜色越深。

本实用新型通过所设计的共用同一个激励磁轭而采用阵列式巴克豪森信号接收器方式同时获取被检部件不同位置巴克豪森信号，在保证激励信号的一致性的同时提高了检测效率，通过编码器获取位置信息，阵列式传感器获取不同位置巴克豪森信号，可实时对被检部件应力或硬化层深度或表面硬度进行成像。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。