设备和电路的制作方法_3

文档序号:9706813阅读:来源:国知局
至304d的四个馈送信号中选择一个感测信号324,以使用补偿电路300对其进行处理;以及第二多路选择器312,其被布置为用于接收来自四个补偿线圈306a至306d的四个(N=4)馈送信号,并从四个馈送信号中选择补偿信号326。
[0050]多路选择器310接收来自传感器线圈304a至304d的输出作为其输入324a至324d,并响应选择信号来从多路选择器310的输入中选择一个感测信号(例如324a)。
[0051]多路选择器310被布置为:将感测信号324a馈送到增益元件316,以产生下一步将被馈送到差分放大器320的正极输入端的经放大的信号。类似于差分放大器234地配置差分放大器320。第二多路选择器312被布置为:接收来自补偿线圈306a至306d的输出作为其输入326a至326d,并将一个选定的补偿信号(例如326a)馈送到增益元件322。增益元件322和增益元件316被配置为提供实质上相等的电压增益,以保证从第一多路选择器和第二多路选择器输入的信号保持一致。增益元件322向补偿信号326施加电压增益,然后补偿信号326被馈送到差分放大器320的负极输入端。通常,本级的增益被设为1,但是在其他实施例中可以采用其他增益。在之后的处理链中(例如在仪器内部)附加的可编程增益级可以免去在本级进行额外增益的需要,但是如果应用场合需要,可以增加本级的增益。
[0052]差分放大器320执行与图2中示出的差分放大器234的操作相同的操作,并输出表示各输入信号(也即代表传感器线圈的输出的信号324和代表相应的补偿线圈的输出的信号326)之间的差值的信号328。将差值信号输出至增益元件330,该元件将信号转化为适合电子仪器332使用(例如用于显示或者用于从电子仪器打印输出或在电子仪器中存储)的形式。
[0053]如同采用参照图2描述的补偿电路那样,差值信号几乎仅表示由检验件308中的交流电导致的感应磁场。
[0054]虽然并未示出下列内容,但是本领域技术人员显然可知,可以对多路选择器310和多路选择器312进行同步,从而以同样的速率针对同一个输入来同步所选择的输入,以保证对应的传感器线圈的输出端和补偿线圈的输出端耦接至差分放大器320的各自的输入端。可以通过简单的自激振荡器提供对多路选择器310和312中的每一个的所选择的输入的时钟控制,或者可以基于例如可出现在电子仪器332中的数据处理电路的控制来对所选择的输入进行同步。
[0055]现在描述包含用于ACFM探头的设备400的另一个实施例,其中补偿线圈406相对于检验件发生偏移,如同在图4a和图4b中示意性示出的那样。
[0056]设备400包括传感器线圈402,其在这里给出的示意性示例中用导线与补偿线圈406串联。然而,传感器线圈402并非必须用导线与补偿线圈406串联。可选地,传感器线圈402与补偿线圈406可以不用导线连接在一起,而是将它们各自的输出端耦接至如图3b所示的补偿电路200。
[0057]如图4a所不,设备400包括被布置为在检验件410中感应出父流电场的电感器线圈408。电感器线圈408以与前文所述的电感器线圈102和302相似的方式进行配置。
[0058]然而,如图4b所示,补偿线圈406以这样的方式进行定向:补偿线圈406的主轴由于补偿线圈406在z平面中旋转而处于与传感器线圈408的主轴交叉的方向上在该方向上。可以将补偿线圈406的这种定向描述为相对于正在进行检测的检验件410发生“偏移”。
[0059]就这一点而言,应当注意,令补偿线圈406按照这种方式进行定向的目的在于,能够将其移动到更靠近电感器线圈的地方而仍然产生这样的输出:当补偿线圈在与传感器线圈的位置等效的位置且具有与传感器线圈的指向相同的指向时,该输出对应于由传感器线圈产生的信号。可以通过减少补偿线圈406中的单个线圈的数量实现类似的效果。补偿线圈406在拥有更少的线圈时可以朝着更靠近电感器线圈408的方向移动到具有更高的磁场强度的区域中。
[0060]移动补偿线圈406的效果是减小所述设备的总高度。
[0061]无论是针对偏移的指向还是减少的线圈数量来配置补偿线圈406,传感器线圈402和补偿线圈406都无需用导线串联,而是可以具有它们各自的耦接至如参照图2所述的电路的输出端。与此类似,如果在探头中要提供多对偏移的补偿线圈和传感器线圈,那么它们各自的输出端可以分别耦接至参照图3b描述的电路的各个多路选择器的输入端。
[0062]可以在与参照图3a描述的装置相似的装置中使用多个传感器线圈402和多个补偿线圈406。
[0063]可选地或附加地,电感器元件可以是梯形。现在将参照图5描述用于ACFM探头的梯形电感器的示例。
[0064]梯形电感器502向正在进行检测的检验件504提供更高水平的电感。当电感器502末端之间的间距S与目标工作抬升高度D大小近似时,可以获得最优的电感。电感器502的侧边的角度应当保证侧边的外延线X在检验件504的表面处相交。
[0065]本申请人经验性地发现,对于30mm的抬升高度的探头,梯形布置的ACFM场较为适用,其部分原因是这种布置在场的内部留有更大的空间以安置探头电子电路。然而,电感器线圈的形状在一定程度上依赖于应用,这是因为本申请人已经发现,为12mm的抬升高度配置的探头采用更为传统的矩形场的形状被证明是最优的。
[0066]在另一实施例中,可以对图3b中描述的差分放大器装置进行修改,使其包括如图6所示的第三多路选择器318。第三多路选择器运行在开启或关闭的状态中,并被布置为从增益元件316的输出端或差分放大器320的输出端接收输入。第三多路选择器318的输出端耦接至增益元件330。
[0067]打开第三多路选择器318的电源,并将其布置为在增益元件316的输出(“原始输出”)和差分放大器的输出(“补偿后的输出”)之间进行选择。如果选择原始输出,则ACFM探头的显示器将在没有任何补偿的情况下显示来自传感线圈的输出。如果选择补偿后的输出,则ACFM探头的显示器将显示经过补偿的输出。
[0068]开启状态可以对有关探头处于“高抬升模式”(例如,通过电子仪器上控制ACFM探头的用户接口进行指示)的用户指示进行响应。如果指示了高抬升模式,则可以选择补偿后的输出。如果用户在使用ACFM探头进行检测之前基于例如施加至导体的涂层厚度的先验知识认为高抬升模式合适,则可以指示高抬升模式。例如,包括本申请人的所有传统ACFM探头在内的每个探头可以拥有通常在仪器中的配置文件,其包含一定数量的操作配置。操作者从列表中选择期望的配置,进而仪器和软件自动地进行了适当的调整。
[0069]可选地,第三多路选择器318可被配置为选择来自增益元件316的信号(也即原始输出),用于穿过第三多路选择器318到达它的输出。选择原始输出可以是对用户接口输入了探头处于“标准模式”这一信息的响应。当例如先验知识表示在使用ACFM探头进行检测前不存在施加至导体的涂层或者施加至导体的涂层厚度可以忽略时,如果用户认为标准模式合适,则可以选择标准模式。
[0070]第三多路选择器的“高抬升”模式和“标准”模式的效果为:可使用所述探头输出原始信号或者补偿后的信号而无需使用不同的探头。
[0071]虽然已经结合用于从传感器线圈与补偿线圈的相应组合接收信号的多路选择器310和312描述并示出了第三多路选择器318,但是如果仅使用单个的传感器线圈和补偿线圈,则无需使用多路选择器310和312。如果仅使用单个的传感器线圈和补偿线圈,则可以将它们的输出分别输入至增益元件316以及增益元件322。
[0072]在使用软件控制的可编程处理装置(例如,通用处理器或专用处理器、数字信号处理器、微处理器或其他处理装置)、数据处理设备或计算机系统可以至少部分地实现本发明的上述实施例的情况下,应当理解,用于配置可编程装置、设备或系统以实现上述方法、设备及系统的计算机程序被设想为本发明的一个方面。可以将计算机程序实施为任何适当类型的代码,例如源代码、目标代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码等。可以使用任何适当的高级编程语言、低级编程语言、面向对象的编程语言、可视的编程语言、编译的编程语言和/或解释编程语言实现指令,例如(:、0++、払^、8431(:、?打1、Mat lab、Pas
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