一种自感知工作点的电磁超声检测方法及装置的制造方法

文档序号:9470191
一种自感知工作点的电磁超声检测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无损检测技术领域,具体涉及一种自感知工作点的电磁超声检测方法及装置。
【背景技术】
[0002]电磁超声传感器能够实现电磁能与声能的非接触转换,在无损检测中有广阔的应用背景。由于被检构件也是电磁超声传感器的一部分,其电磁特性会影响到传感器的静态工作点,进而影响到电磁超声的换能效率,如何合理确定电磁超声传感器工作点对提高检测灵敏度有重要作用。电磁超声传感器的工作原理分为洛伦兹力和磁致伸缩效应,检测过程中都需要寻找最佳工作区域,确保换能效率以提高检测灵敏度。如申请号为200810196822.6的发明专利公开了一种确定磁致伸缩导波检测工作点的方法(公开日为2009年6月10日),主要通过将检测信号的首个非电磁脉冲信号作为参考信号,分别改变激励单元和接收单元偏置磁场的磁化强度,进而求取信号峰峰值的最大值对应的偏置磁场的磁化强度,确定构件磁致伸缩导波检测的工作点。该专利通过理论计算,建立构件中磁化强度与磁铁磁化面积的关系,以此寻找磁致伸缩导波检测的工作点,且仅涉及到磁化器提供轴向偏置磁场的传感器结构。但在实际检测中,由于电磁超声传感器工作原理或结构不同,不同类型传感器的工作点并未可知,因此不能确定不同类型传感器的最佳工作区域。

【发明内容】

[0003]针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明的目的在于提供一种自感知工作点的电磁超声检测方法及装置,通过建立表征磁场强度的电压与提离的对应关系实现电磁超声传感器工作点的优化,提高电磁超声检测灵敏度。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是,提供一种自感知工作点的电磁超声检测方法,所述方法包括如下步骤:
[0005]S1、将线圈放置于被检构件上方,向线圈输入正弦脉冲电流产生交变磁场,将永久磁铁放置于线圈上方形成静态磁场,在静态磁场和交变磁场环境共同作用下,构件被激励超声导波信号;
[0006]S2、由小到大逐步调节永久磁铁与被检构件之间的提离,在不同提离下采集超声导波信号并转换为相应的检测信号,并确定所述检测信号的首个非电磁脉冲信号峰峰值;同时采集不同提离下表征磁场强度的电压;
[0007]S3、确定首个非电磁脉冲信号峰峰值的最大值,将该最大值对应的提离作为基准工作提离,寻找与该基准工作提离邻近的提离作为工作提离,工作提离对应的首个非电磁脉冲信号峰峰值与所述最大值在预定的差值范围内;
[0008]S4、在基准工作提离与工作提离中确定最小提离和最大提离所对应的电压,并分别作为最佳工作电压区间的下限值和上限值,由此生成最佳工作电压区间,根据所述最佳工作电压区间调节电磁超声检测工作点。
[0009]作为进一步优选地,所述步骤S2中,在不同提离下通过霍尔元件采集表征磁场强度的电压,霍尔元件位于距永久磁铁表面距离为处。
[0010]相应地,本发明还提供一种自感知工作点的电磁超声检测装置,所述装置包括自感知电磁超声传感器、电磁超声检测仪和磁场测量单元;
[0011]自感知电磁超声传感器包括激励线圈、永久磁铁、接收线圈、电压采集模块和提离调节机构;所述激励线圈,放置在被检构件上方,用于在输入的正弦脉冲电流作用下产生交变磁场;永久磁铁,沿极化方向放置于激励线圈上方,用于产生静态磁场,与所述交变磁场共同作用激励构件产生超声导波信号;接收线圈,放置在被检构件上方,用于在所述超声导波信号的作用下感应电压变化生成电信号;电压采集模块,用于在不同提离下采集表征磁场强度的电压;提离调节机构,用于调节永久磁铁与被检构件之间的提离;
[0012]电磁超声检测仪,用于向所述激励线圈输入正弦脉冲电流;同时对接收线圈生成的电信号滤波、放大,并进行A/D转换生成检测信号;
[0013]磁场测量单元,用于确定检测信号的首个非电磁脉冲信号峰峰值的最大值,将该最大值对应的提离作为基准工作提离,寻找与该基准工作提离邻近的提离作为工作提离,工作提离对应的首个非电磁脉冲信号峰峰值与所述最大值在预定的差值范围内;在基准工作提离与工作提离中确定最小提离和最大提离所对应的电压,并分别作为最佳工作电压区间的下限值和上限值,由此生成最佳工作电压区间,根据所述最佳工作电压区间调节自感知电磁超声传感器检测工作点。
[0014]作为进一步优选地,所述电压采集模块为霍尔元件,霍尔元件位于距永久磁铁表面距离为lmm-5mm。
[0015]作为进一步优选地,所述提离调节机构包括:
[0016]中空外壳;
[0017]与所述中空外壳中心同轴安装的中空内壳,所述永久磁铁同轴布置在中空内壳中,通过固定在中空内壳上的磁铁定位板实现轴向固定;
[0018]布置在外壳与内壳之间的轴向滑槽,用于实现内壳的自由轴向滑动;
[0019]调节螺栓,其贯穿外壳的面板和端部盖板并连接外壳和内壳,其螺栓头嵌入螺栓固定板中,通过螺母调节外壳和内壳的相对位置,实现调节被检构件与永久磁铁之间的提离。
[0020]作为进一步优选地,电磁超声检测仪包括计算机、信号发生器、功率放大器、信号预处理器、A/D转换器;其中
[0021]计算机,用于控制信号发生器产生正弦脉冲电流信号;
[0022]信号发生器,用于产生正弦脉冲电流信号并发送至功率放大器;
[0023]功率放大器,用于将放大后的正弦脉冲电流信号输入激励线圈;
[0024]信号预处理器,用于对接收线圈产生的电信号进行滤波放大,并发送至A/D转换器;
[0025]A/D转换器,用于接收所述滤波放大后的电信号并转换为数字信号,发送至计算机获得最终的检测信号。
[0026]因此,本发明可以获得以下的有益效果:本发明方法将检测线圈放置在被检构件上方,在永久磁铁附近布置霍尔元件,以检测信号中首个非电磁脉冲信号的峰峰值为特征量,通过调节永久磁铁与被检构件之间的提离,建立电磁超声工作点与霍尔元件电压的对应关系,进而实现由霍尔元件的电压表征电磁超声的理想工作点,可提高检测灵敏度。本发明还公开了一种实现方法的装置,装置根据表征磁场强度的电压的改变可以精确地反映出测量点的磁场变化情况。本发明通过霍尔元件测量传感器中永久磁铁的空间磁场分布情况以获知被检构件内部磁场强度,并由检测信号首个非电磁脉冲信号的峰峰值建立霍尔元件测量电压与提离的对应关系,进而由霍尔元件的电压实现电磁超声传感器工作点的优化,可提高电磁超声检测灵敏度。检测过程中,将霍尔元件电压调节至合适范围以实现电磁超声检测。
【附图说明】
[0027]图1为本发明自感知工作点的电磁超声检测方法流程示意图;
[0028]图2为具体实施例提供的自感知电磁超声传感器结构图;
[0029]图3为具体实施例提供的自感知工作点的电磁超声检测装置结构图;
[0030]图4为不同提离下电磁超声检测信号的首个非电磁脉冲信号波形图;
[0031]
再多了解一些
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