一种基于fpga的频率可调的正交acfm检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种基于FPGA的频率可调的正交ACFM检测装置，属于无损检测
技术领域。
【背景技术】
[0002] 目前，在海洋石油工程领域，海洋平台和海底管道等设备长期在恶劣的海洋环境 中服役，较易出现腐蚀、疲劳、断裂等结构失效，而且有相当数量的平台已经进入老龄服役 期，对其进行检测已是当务之急。
[0003]交流电磁场检测（AlternatingQirrentFieldMeasurement,简称ACFM)技术 是一种新兴的电磁无损检测技术，也是近年来无损检测技术（Non-destructiveTesting NDT)领域内的主要进展之一。
[0004] 交流电磁场检测缺陷检测机理为；当缺陷的存在，待测工件表面的感应电流会从 缺陷的两边绕过，在与电流流向垂直方向的缺陷最大边缘产生汇聚，磁通密度沿感应电流 方向X的分量Bx和工件法线方向Z的分量化在出现峰值，而在缺陷中也处几乎没有电流 流过，该点的化分量呈现最小值，分析化峰值间距和公础重谷值差就可W定量缺陷在该方 向上的长度和深度。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的是提供一种基于FPGA的频率可调的正交ACFM检测装置。
[0006] 本实用新型所采用的技术方案为；一种基于FPGA的频率可调的正交ACFM检测装 置，FPGA控制器（21)经D/A转换电路（1)、电压放大电路（2)、幅值调理电路（3)、功率放大 电路（4)与双U型正交激励探头（9)的一组线圈相连，FPGA控制器（21)经D/A转换电路 巧）、电压放大电路化）、幅值调理电路（7)、功率放大电路巧）与双U型正交激励线圈巧） 的另一组线圈相连，两组线圈在被检测试件（10)中产生交流电磁场，FPGA控制器（21)通过 幅值调理电路（3)与幅值调理电路（7)分别调节两路信号的幅值，正交检测探头（20)采集 被检测试件（10)中的磁场信号，正交检测探头（20)的一组线圈的输出信号经一级电压放 大电路（14)、低通滤波电路（13)、二级程控增益可调电路（12)、A/D转换电路（11)由FPGA 控制器（21)采集，正交检测探头（20)的另一组线圈的输出信号经一级电压放大电路（19)、 低通滤波电路（18)、二级程控增益可调电路（17)、A/D转换电路（16)由FPGA控制器（21) 采集，FPGA控制器（21)经D/A转换电路（15)、分别与二级程控增益可调电路（12)、二级程 控增益可调电路（17)相连，控制其增益大小。
[0007] 优选是，FPGA控制器（21)控制两路D/A转换芯片得到频率可调相位正交的激励 信号，两组激励信号经过电压放大电路、幅值调理电路、功率放大电路后驱动双U型正交激 励探头巧），双U型正交激励探头（9)会在试件表面产生均匀感应磁场。
[0008] 优选是，所述双U型正交激励激探头巧）由U型猛锋铁氧体磁芯上垂直放置的两 组线圈构成，正交激励信号分别驱动两个正交线圈，在试件表面产生一均匀感应电流，均匀 感应电流产生均匀感应磁场，双u型正交激励激探头能够有效弥补感应电流方向对裂纹方 向检测限制，该结构的探头对任意方向裂纹均有较高的检测灵敏度。
[0009] 优选是，正交检测探头（20)由缠绕在骨架上垂直放置的两个线圈组成，两个正交 检测线圈分别检测两个不同的信号：磁场强度Z方向的分量ife和磁场强度X方向的分量 Bxo
[0010] 优选是，通过AD5551与AD603芯片可W实现二级程控增益可调，设置不同增益，W 利于缺陷的定量分析，AD5551第1引脚连接AD603第1引脚，AD5551芯片的第4引脚、第5 引脚、第6引脚连接到FPGA控制器上，通过FPGA控制器控制AD5551输出电压值。
[0011] 优选是，幅值调理电路做和幅值调理电路（7)采用数字电位器X9313实现， X9313第1引脚、第2引脚、第7引脚分别与FPGA控制器第126、127、128引脚相连，X9313 的第4弓I脚接地，X9313的第8引脚接正5V电源。
[0012] 有益效果
[0013] 与现有技术相比，本实用新型的优点在于，无需使用移相器，激励信号频率可调且 始终正交，且本装置可W克服感应电流方向对裂纹方向检测限制。
【附图说明】
[0014] 图1是一种基于FPGA的频率可调的正交ACFM检测装置的结构示意图；
[0015] 图2是D/A转换电路原理图；
[0016] 图3是幅值调理电路原理图；
[0017] 图4是二级程控增益可调电路原理图；
[001引图5是二级程控增益可调电路原理图；
[0019] 图6是双U型正交激励探头结构图；
[0020] 图7是本实用新型正交检测探头结构图。
【具体实施方式】
[002。 如图1所示，FPGA控制器21经D/A转换电路1、电压放大电路2、幅值调理电路3、 功率放大电路4与双U型正交激励探头9的一组线圈相连，FPGA控制器21经D/A转换电 路5、电压放大电路6、幅值调理电路7、功率放大电路8与双U型正交激励线圈9的另一组 线圈相连，两组线圈在被检测试件10中产生交流电磁场，FPGA控制器21通过幅值调理电 路3与幅值调理电路7分别调节两路信号的幅值，正交检测探头20采集被检测试件10中 的磁场信号，正交检测探头20的一组线圈的输出信号经一级电压放大电路14、低通滤波电 路13、二级程控增益可调电路12、A/D转换电路11由FPGA控制器21采集，正交检测探头 20的另一组线圈的输出信号经一级电压放大电路19、低通滤波电路18、二级程控增益可调 电路17、A/D转换电路16由FPGA控制器21采集，FPGA控制器21经D/A转换电路15、分别 与二级程控增益可调电路12、二级程控增益可调电路17相连，控制其增益大小。
[0022] D/A转换电路1、电压放大电路2、幅值调理电路3、功率放大电路4与D/