专利名称：基于脉冲涡流的铸件缺陷检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铸件的缺陷检测和质量评价领域，具体涉及一种基于脉冲涡流的铸件缺陷检测装置。
背景技术：
随着汽车业和航天航空业的高速发展，铸件的缺陷检测和质量评价已成为工业生产中极其重要的环节，其检测方法有超声检测、X射线检测、射线层析摄影及涡流无损检测等。脉冲涡流检测技术是近几年发展起来的一种新的电磁无损检测技术，是在涡流检测的基础上发展而来的，涡流检测以无接触、无耦合剂、在线检测及检测速度快等优点占优势。脉冲涡流检测技术是采用一定占空比可变的矩形脉冲作为激励信号，由于脉冲包含很宽的频谱，信息量丰富，检测信号中包含着缺陷的很多重要信息。而且，脉冲涡流检测不需要改变测试参数的设置，一次性扫描大面积的复杂结构的检测，探头上可施加较大的能量实现深层缺陷的检测，且比传统涡流检测技术设备简单，成本低。国外缺陷检测技术比较成熟，已有采用脉冲涡流法去检测设备的缺陷，而国内大部分在理论研究上取得了一定的成果，脉冲涡流缺陷检测设备很缺少，特别是多层缺陷的检测与识别。另外，目前国外缺陷检测及识别主要通过感应信号的峰值、过零点时间及特征频率等多个测量参数，这样会使得硬件电路较复杂，成本高。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种检测灵敏度高、电路结构简单、成本低、抗干扰能力强的基于脉冲涡流的铸件缺陷检测装置。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:一种基于脉冲涡流的铸件缺陷检测装置，包括主控单元、信号发生单元、功率放大单元、涡流传感器、信号调理单元和显示单元，所述涡流传感器包括激励线圈和检测线圈，所述信号调理单元由依次相连的放大电路、滤波电路、整形电路、A/D转换电路组成，所述主控单元控制信号发生单元产生矩形脉冲信号并作为激励信号输入功率放大单元，所述功率放大单元将所述激励信号进行放大处理后输入涡流传感器的激励线圈，所述涡流传感器的检测线圈在所述激励信号的作用下采集被检测铸件信息并将检测信号输出给信号调理单元，所述信号调理单元将所述检测信号进行放大、滤波、整形、A/D转换后送入主控单元，所述主控单元根据输入的被检测铸件信息进行缺陷识别并通过显示单元显示检测结果。作为上述技术方案的进一步改进:所述涡流传感器的激励线圈为矩形线圈。所述激励线圈由绕制400匝、直径为0.22mm的漆包线组成，且所述激励线圈的长宽高分别为5Ctam、45臟、45臟。所述涡流传感器的检测线圈为圆柱形线圈。
所述检测线圈由绕制800匝、直径为0.1Omm的漆包线组成，且所述检测线圈的内径为2mm、外径为4mm、长6mm。所述检测线圈中插设有铁基纳米晶合金磁芯。本实用新型具有下述优点:本实用新型包括主控单元、信号发生单元、功率放大单元、涡流传感器、信号调理单元和显示单元，通过单片机对涡流传感器的检测线圈测量的感应电压信号与参考信号进行数据拟合处理，不仅简化硬件电路，降低成本，还减少各种干扰信号的影响，具有检测灵敏度高、电路结构简单、成本低、抗干扰能力强的优点。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例的框架结构示意图。图2为本实用新型实施例中主控单元的单片机(AT89C52)与显示单元的驱动芯片(⑶4511)的电路连接结构示意图。图例说明:1、主控单元；2、信号发生单元；3、功率放大单元；4、涡流传感器；5、信号调理单元；6、显示单元。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
·[0019]如图1所示，本实施例基于脉冲涡流的铸件缺陷检测装置包括主控单元1、信号发生单元2、功率放大单元3、涡流传感器4、信号调理单元5和显示单元6，涡流传感器4包括激励线圈和检测线圈，信号调理单元5由依次相连的放大电路、滤波电路、整形电路、A/D转换电路组成，主控单元I控制信号发生单元2产生一个占空比可变的矩形脉冲信号并作为激励信号输入功率放大单元3，功率放大单元3将激励信号进行放大处理后输入涡流传感器4的激励线圈，涡流传感器4的检测线圈在激励信号的作用下采集被检测铸件信息并将检测信号输出给信号调理单元5，信号调理单元5将检测信号进行放大、滤波、整形、A/D转换后送入主控单元1，主控单元I根据输入的被检测铸件信息进行缺陷识别并通过显示单元6显示检测结果。本实施例中，主控单元I由单片机及外围电路共同组成，主控单元I以单片机为核心控制器，单片机采用Atmel公司的AT89C52单片机实现。本实施例中，信号发生单元2为矩形脉冲信号发生电路，矩形脉冲信号发生电路输出矩形脉冲信号的占空比受主控单元I的AT89C52单片机控制。本实施例中，功率放大单元3为功率放大电路。本实施例中，涡流传感器4的激励线圈为矩形线圈，横截面为矩形。激励线圈由绕制400阻、直径为0.22mm的漆包线组成,且激励线圈的长宽高分别为50mm、45mm、45mm。激励线圈由其感应涡流在线圈底部的导体区域内朝同一个方向流动，然后分别在线圈的两侧形成闭合，在矩形激励线圈的底部中央有2个正交检测传感器，正交检测传感器与单片机相连，用来对缺陷引起的扰动场进行检测；涡流传感器4的检测线圈为圆柱形线圈。检测线圈由绕制800阻、直径为0.1Omm的漆包线组成,且检测线圈的内径为2mm、外径为4mm、长6_。本实施例中，检测线圈中插设有铁基纳米晶合金磁芯，铁基纳米晶合金磁芯采用铁基纳米晶合金材料制成，其可以限定磁场范围，增大绕组间的电磁耦合，具有增强线圈电感、减少线圈的分布电容、提高检测灵敏度的作用。本实施例中，信号调理单元5包括依次相连的放大电路、滤波电路、整形电路和A/D转换电路，信号调理单元5用于将涡流传感器4的检测线圈检测到的信息进行放大、滤波和整形后，在经过A/D转换，然后得到易于单片机识别的信息并送入单片机内部。本实施例中，显示单元6由共阴极LED七段显示器及其驱动芯片组成，如图2所示，本实施例采用具有译码、驱动功能的芯片⑶4511驱动共阴极LED七段显示器，用于显示被测物体的缺陷信息。CD4511的数据输入端A-D接在单片机的PO 口输出端，其中A为最低位，D为最高位，P0.1 P0.4分别接到⑶4511的A D，经过a g输出驱动共阴极的LED七段显示器。本实施例在工作过程中，被检测铸件放在涡流传感器4的激励线圈和检测线圈之间，主控单元I的AT89C52单片机控制信号发生单元2产生一个占空比可变的矩形脉冲信号并作为激励信号输入功率放大单元3，功率放大单元3将激励信号进行放大处理后输入涡流传感器4的激励线圈，涡流传感器4的检测线圈在激励信号的作用下采集被检测铸件信息并将检测信号输出给信号调理单元5，信号调理单元5将检测信号进行放大、滤波、整形、A/D转换得到易于单片机识别的信息并送入主控单元I的单片机内部，单片机一边控制信号发生装置产生激励信号，一边接受检测到的物体信息，当带有不同缺陷的被测样品通过传感器时，传感器的感应电压信号不同，单片机根据采集的参数与其内部预置的参数信息进行归一化数据处理，然后对样品进行缺陷识别，并通过显示单元6中共阴极的LED七段显示器显示出缺陷的信息。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本实用新型原理的技术方案均属于本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理的前提下进行的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种基于脉冲涡流的铸件缺陷检测装置，其特征在于:包括主控单元(I)、信号发生单元(2)、功率放大单元(3)、涡流传感器(4)、信号调理单元(5)和显示单元￠)，所述涡流传感器(4)包括激励线圈和检测线圈，所述信号调理单元(5)由依次相连的放大电路、滤波电路、整形电路、A/D转换电路组成，所述主控单元⑴控制信号发生单元(2)产生矩形脉冲信号并作为激励信号输入功率放大单元(3)，所述功率放大单元(3)将所述激励信号进行放大处理后输入涡流传感器(4)的激励线圈，所述涡流传感器(4)的检测线圈在所述激励信号的作用下采集被检测铸件信息并将检测信号输出给信号调理单元(5)， 所述信号调理单元(5)将所述检测信号进行放大、滤波、整形、A/D转换后送入主控单元(I)，所述主控单元(I)根据输入的被检测铸件信息进行缺陷识别并通过显示单元(6)显示检测结果。
2.根据权利要求1所述的基于脉冲涡流的铸件缺陷检测装置，其特征在于:所述涡流传感器(4)的激励线圈为矩形线圈。
3.根据权利要求2所述的基于脉冲涡流的铸件缺陷检测装置，其特征在于:所述激励线圈由绕制400匝、直径为0.22mm的漆包线组成，且所述激励线圈的长宽高分别为50mm、45mm、45mm0
4.根据权利要求1所述的基于脉冲涡流的铸件缺陷检测装置，其特征在于:所述涡流传感器(4)的检测线圈为圆柱形线圈。
5.根据权利要求4所述的基于脉冲涡流的铸件缺陷检测装置，其特征在于:所述检测线圈由绕制800匝、直径为0.1Omm的漆包线组成，且所述检测线圈的内径为2mm、外径为4mm、长 6mm。
6.根据权利要求1 5中任 意一项所述的基于脉冲涡流的铸件缺陷检测装置，其特征在于:所述检测线圈中插设有铁基纳米晶合金磁芯。
专利摘要本实用新型公开了一种基于脉冲涡流的铸件缺陷检测装置，包括主控单元、信号发生单元、功率放大单元、涡流传感器、信号调理单元和显示单元，涡流传感器包括激励线圈和检测线圈，主控单元控制信号发生单元产生矩形脉冲信号并作为激励信号输入功率放大单元，功率放大单元将激励信号进行放大处理后输入涡流传感器的激励线圈，涡流传感器的检测线圈在激励信号的作用下采集被检测铸件信息并将检测信号输出给信号调理单元，信号调理单元将检测信号进行放大、滤波、整形、A/D转换后送入主控单元，主控单元根据输入的被检测铸件信息进行缺陷识别并通过显示单元显示检测结果。本实用新型具有检测灵敏度高、电路结构简单、成本低、抗干扰能力强的优点。
文档编号G01N27/90GK203133027SQ20132014467
公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月15日 优先权日2013年3月15日
发明者陈跃东, 曹龙, 宋少雷, 陈孟元 申请人:安徽工程大学