The invention provides a bubble liquid metal spiral electromagnetic sensor in the measuring device based on the device, including the upstream downstream electromagnetic sensor, electromagnetic sensor, signal processing module, front-end board, PC; the upstream and downstream sensor sensor includes an excitation coil and a detection coil, coaxial around the measured pipe the surface. The beneficial effect is that the measuring device uses the special spiral structure of the sensor to obtain the uniform and uniform sensitive field of the whole measured area. A large size single bubble (radius rb>, r/20) or small bubble group can be detected in the shape of metal liquid with the diameter of R = 0.1M ~ 1m. The quantitative information related to the bubble parameters can be extracted from the detection signal, and the motion parameters of the bubbles are further deduced. It has good real-time performance and the working frequency can reach 10MHz, which can ensure the continuous acquisition of completely independent data points in the sampling process.
【技术实现步骤摘要】
基于螺旋电磁传感器的金属液中气泡测量装置
本专利技术属于电磁无损检测技术,特别是一种基于螺旋电磁传感器的金属液中气泡测量装置。
技术介绍
金属液中气泡参数的测量一直以来都是工业测量的难点。对于一些工业过程,如泡沫铝的生产,气泡在金属熔体中是影响产品质量的重要因素。而对于一些金属或合金的生产过程中,若不能对其中的非金属夹杂物(如气泡)进行有效控制,不仅影响产品的成型工艺,还将极大危害金属材料的使役性能。由于金属液具有高温和不透明性的特点,同时部分液体具有一定的腐蚀性,使得测量难度较大。对于传统的接触式测量方法而言,一方面需要制作成本较高的耐高温、耐腐蚀探头或电极,另一方面,这些接触式传感器可能会改变被测物场的分布或金属液的物理和化学性质,导致金属流体被污染。对于非接触式测量方法而言,超声检测和光学检测等方法需要制作专用探头,成本昂贵;另外,超声波及光的传播速度受到介质物理特性的影响,测量的准确性难以得到保证。电学非接触式测量方法可以实现低成本、非侵入测量,但由于测量系统本身的“软场”特性,导致测量灵敏度较低,且严重不均匀。在靠近传感器的场域,测量精度较高;在场域中央,则难以得到幅值较大的测量值。因此,亟需寻找更为完善的非接触式测量方案,以克服现有技术中的缺陷。
技术实现思路
针对现有技术中结构上的不足,本专利技术的目的是提供一种基于螺旋电磁传感器的金属液中气泡测量装置,采用的检测方法基于电磁感应原理,具有成本低、便携、原理简单、实时性好的优点,可用于金属液中气泡流动状态的快速在线检测。螺旋结构的电磁传感器可提供均匀的敏感场,激励线圈用于在被测物场中产生一次磁场, ...
【技术保护点】
一种基于螺旋电磁传感器的金属液中气泡测量装置,其特征是:该装置包括:上游电磁传感器(1)、下游电磁传感器(2)、前端板(3)、信号处理模块(4)、上位机(5);所述上游传感器(1)和下游传感器(2)均包含一个激励线圈和一个检测线圈,共轴围绕在被测管道表面。前端板(3)中包括激励信号的控制单元和功率放大模块,控制单元由FPGA主控电路实现,前端板(3)通过双绞线分别连接上游电磁传感器(1)和下游电磁传感器(2),在空间位置上,前端板(3)应靠近上游电磁传感器(1)和下游电磁传感器(2),便于实现对激励信号的放大及检测信号的预处理功能,前端板(3)与信号处理模块(4)通过双绞线实现电连接,为了降低检测信号中的噪声,应使上游电磁传感器(1)和下游电磁传感器(2)与数据处理单元(4)位置保持不少于0.2m的距离;所述信号处理模块(4)包括模拟信号调理单元、模数转换单元和调制解调单元,通过USB线与上位机(5)连接,所述上位机(5)选择通用的台式计算机或笔记本,进行数据后续处理和显示,在上位机(5)中采用Visual C++编写人机交互界面,能够实时显示检测信号波形、幅值和相位信息,定量或定时保 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于螺旋电磁传感器的金属液中气泡测量装置,其特征是:该装置包括:上游电磁传感器(1)、下游电磁传感器(2)、前端板(3)、信号处理模块(4)、上位机(5);所述上游传感器(1)和下游传感器(2)均包含一个激励线圈和一个检测线圈,共轴围绕在被测管道表面。前端板(3)中包括激励信号的控制单元和功率放大模块,控制单元由FPGA主控电路实现,前端板(3)通过双绞线分别连接上游电磁传感器(1)和下游电磁传感器(2),在空间位置上,前端板(3)应靠近上游电磁传感器(1)和下游电磁传感器(2),便于实现对激励信号的放大及检测信号的预处理功能,前端板(3)与信号处理模块(4)通过双绞线实现电连接,为了降低检测信号中的噪声,应使上游电磁传感器(1)和下游电磁传感器(2)与数据处理单元(4)位置保持不少于0.2m的距离;所述信号处理模块(4)包括模拟信号调理单元、模数转换单元和调制解调单元,通过USB线与上位机(5)连接,所述上位机(5)选择通用的台式计算机或笔记本,进行数据后续处理和显示,在上位机(5)中采用VisualC++编写人机交互界面,能够实时显示检测信号波形、幅值和相位信息,定量或定时保存数据。2.根据权利要求1所述基于螺旋电磁传感器的金属液中气泡测量装置,其特征是:所述上游电磁传感器(1)和下游电磁传感器...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵倩,尹武良,曹佃国,
申请(专利权)人:曲阜师范大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
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