一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路制造技术

本发明专利技术公开了一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路，属于电磁应用和无损检测领域，其特征为：由前置放大电路、伺服电路、功率放大电路、磁化电路、信号采集电路、信号处理电路和电源电路组成；前置放大电路采用JRC5534芯片作为信号放大器，伺服电路采用了OP07伺服芯片，功率放大电路采用了LM3886功率放大芯片，磁化电路采用了铁锌锰氧体和漆包线，信号采集电路采用了SS94A1作为霍尔效应传感器，采用了TLC2252作为信号放大器，信号处理电路采用了STM32F103RCT6单片机，电源电路采用LM317和LM337芯片作为AC/DC降压模块；本电路通过将收集到的铁磁性材料表面的磁场信号与激励信号比较，能利用两路信号的相位差初步检测出被检试件的缺陷位置。

An internal flaw detection circuit for ferromagnetic materials based on low frequency magnetic flux leakage

The invention discloses an internal flaw detection circuit of ferromagnetic material based on low frequency magnetic leakage, which belongs to the field of electromagnetic application and nondestructive testing. It is characterized by a preamplifier circuit, a servo circuit, a power amplifier circuit, a magnetization circuit, a signal acquisition circuit, a signal processing circuit and a power supply circuit, and a preamplifier circuit. The JRC5534 chip is used as the signal amplifier, the servo circuit uses the OP07 servo chip, the power amplifying circuit uses the LM3886 power amplifier chip, the magnetization circuit uses the iron zinc manganese oxide body and the enameled wire. The signal acquisition circuit uses SS94A1 as the Holzer effect sensor, and uses TLC2252 as the signal amplifier and the signal place. The STM32F103RCT6 microcontroller is used in the circuit. The power circuit uses LM317 and LM337 as the AC/DC depressurization module. By comparing the magnetic field signal of the surface of the ferromagnetic material with the excitation signal, the circuit can detect the defect position of the tested piece by the phase difference of the two signals.

【技术实现步骤摘要】
一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路
本专利技术涉及一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路，该专利技术属于电磁应用和无损检测

技术介绍
漏磁检测作为铁磁性材料无损检测的重要技术，因其对铁磁性材料内部损伤具有较高的探测灵敏度、可实现初步的量化、检测速度快、操作简单、容易实现自动化等优点，已得到广泛的应用。铁磁性材料被磁化后，试件表面或近表面的缺陷导致试件形成漏磁场，因此可以通过检测漏磁场的变化进而发现缺陷。该技术广泛应用于特种设备检测，天然气管道检测等领域。但由于现有的漏磁检测使用的激励频率都比较高，受趋肤效应影响，穿透深度被大大限制。并且现有与低频漏磁技术匹配的检测电路都比较复杂，成本较高，造成现场检测成本的增加。本专利技术为一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路能够有效改善穿透深度低、电路复杂和成本较高的缺点。
技术实现思路
本专利技术属于电磁应用和无损检测
，提供一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路。本专利技术的目的通过磁化被检试件，使用传感器收集被检试件的磁场信号并与激励信号进行比较，利用两路信号的相位差初步检测出被检试件的内部缺陷。本专利技术通过以下技术方案实现：由前置放大电路、伺服电路、功率放大电路、磁化电路、信号采集电路、信号控制电路、电源电路组成；前置放大电路采用JRC5534芯片作为信号放大器，伺服电路采用OP07作为伺服芯片，功率放大电路采用了LM3886功率放大芯片，磁化电路采用了铁锌锰氧体和漆包线，信号采集电路采用了SS94A1作为霍尔效应传感器，采用了TLC2252作为信号采集放大芯片，信号控制电路采用了STM32F103RCT6单片机，电源电路采用正电压芯片LM317和负电压芯片LM337作为AC/DC降压模块。本电路通过信号控制电路产生一个频率为20Hz，幅值范围在1-2V的正弦激励信号，激励信号经过前置放大电路，功率放大电路后加在磁化电路上，将被检试件进行磁化，使用传感器收集被检试件的磁场信号并与激励信号进行比较，利用两路信号的相位差初步检测出被检试件的内部缺陷。所述的一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路，其特征为：由整流电路，稳压电路，正电源电路，负电源电路，功率放大电路，伺服电路，前置放大电路，信号控制电路，信号采集电路组成。所述的一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路，其特征为：整流电路由整流芯片D25XB80，电容C1、C2、C3、C4、C5，电阻R1、R2、稳压二极管D1，连接头J1共同组成。D25XB80的第1引脚通过电阻R1与稳压芯片MC7824的第1引脚相连，R1的阻值为10Ω，D25XB80的第1引脚同时也与正电源芯片LM337的第3引脚相连。D25XB80的第2引脚与连接头J1的AC1端相连，同时通过电容C3与地相连，C3的电容值为10000uf。D25XB80的第3引脚与连接头J1的AC2端相连，并通过电容C1与地相连，C1的电容值为0.1uf。AC2端通过依次电阻R2、稳压二极管D1，电容C5与地相连，其中D1的正极与R2相连，R2的阻值为4.7KΩ，C5采用2.2uf的极性电容，负极接地。电容C2与C4的一端相连，另一端一起接地，C2采用1uf的极性电容，C4的电容值为0.01uf。连接头J1的GND端与地相连。D25XB80的第4引脚与负电源芯片LM317的第3引脚相连，同时通过电阻R5与功率放大芯片LM3886的第8引脚相连，R5的阻值为10KΩ。所述的一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路，其特征为：稳压电路由稳压芯片MC7824，电阻R3、R4、电容C6，发光二极管D2、D3共同组成。MC7824的第2引脚与地相连。MC7824的第3引脚通过R3、D2与地相连，D2的负极接地，R3的阻值为4.7KΩ。MC7824的第3引脚通过电阻R4、D3与地相连，D3的负极接地，R4的阻值为4.7KΩ。也通过C6与地相连，C6的负极接地，电容值为470uf。所述的一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路，其特征为：负电源电路由负电源芯片LM337，电阻R6、R7，电容C7、C8、C10、C11共同组成。LM337的第1引脚通过R6与第3引脚相连，R6的阻值为178Ω。同时第1引脚也通过电阻R7与地相连，R7的阻值为2KΩ。第1引脚还通过电容C7与地相连，C7采用极性电容，电容值为100uf，正极与地相连。LM337的第2引脚分别与伺服芯片OP07的第4引脚和前置放大芯片JRC5534的第4引脚相连。LM337的第3引脚与通过电容C10与地相连，C10采用极性电容，电容值为100uf，负极与地相连。LM337的第3引脚通过电容C8与地相连，C8采用极性电容，电容值为100uf，正极与地相连。LM337的第3引脚还与功率放大芯片LM3886的第4引脚相连。所述的一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路，其特征为：正电源芯片LM317，电容C9、C11、C13，电阻R8、R9共同组成正电源电路。LM317的第1引脚通过R9与第2相连，R9的阻值为178欧姆。LM317的第1引脚还分别通过电阻R8、电容C13与地相连，R8的阻值为2KΩ，C13的电容值为100uf。LM317的第2引脚相连通过电容C9与地相连，C9采用极性电容，电容值为100uf，负极接地。LM317的第2引脚还分别与伺服芯片OP07的第7引脚和前置放大芯片JRC5534的第7引脚相连，LM317的第3引脚通过C11与功率放大芯片LM3886的第1引脚和第5引脚相连，C11采用极性电容，电容值为100uf，正极与LM317的第三引脚相连。所述的一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路，其特征为：功率放大电路由功率放大芯片LM3886，,电阻R10、R11，电容C12、C14共同组成。使用LM3886的第1、2、3、4、5、7、8、9、10、11引脚，其他引脚悬空。LM3886的第2引脚与第4引脚相连。LM3886的第3引脚与传感头的一端相连，传感头的另一端与地相连。传感头由铁氧锰锌体U型磁轭和漆包线组成。LM3886的第7引脚与地相连。LM3886的第9引脚通过电阻R11与地相连，R11的阻值为1KΩ。LM3886的第9引脚与C12相连，C12的与通过R10与地相连，C12的电容值为6.8nf，R10的阻值为1.24KΩ。LM3886的第10引脚通过C14与地相连，C14的电容值为330pf。所述的一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路，其特征为：伺服电路由伺服芯片OP07，电阻R12、R13、R14、R15、R16，电容C15、C16共同组成，使用OP07的第2、3、4、6、7引脚，其他引脚悬空。OP07的第2引脚通过R14与地相连，R14的阻值为619KΩ。OP07的第2引脚通过C15和第6引脚相连，C15的电容值为0.68uf。OP07的第3引脚通过R15与功率放大芯片LM3886的第3引脚相连，R15的阻值为619KΩ。OP07的第3引脚依次通过C16、R16、C17与前置放大芯片JRC5534的第6引脚相连，C16和C17的电容值分别为0.68uf和4.7uf，R16的阻值为56.2KΩ。OP07的第6引脚依次通过R12、R13与功率放大芯片LM3886相连，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路，其特征为：由整流芯片（U1）、稳压芯片（U2）、负电源芯片（U3）、正电源芯片（U4）、功率放大芯片（U5）、伺服芯片（U6）、前置放大芯片（U7）、信号采集第一放大器（U8A）、信号采集第二放大器（U8B）、信号控制芯片（U9）、传感头（S1）、霍尔效应传感器（S2）、连接头（J1）、第一电容（R1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）、第五电容（C5）、第六电容（C6）、第七电容（C7）、第八电容（C8）、第九电容（C9）、第十电容（C10）、第十一电容（C11）、第十二电容（C12）、第十三电容（C13）、第十四电容（C14）、第十五电容（C15）、第十六电容（C16）、第十七电容（C17）、第十八电容（C18）、第十九电容（C19）、第二十电容（C20）、第二十一电容（C21）、第二十二电容（C22）、第二十三电容（C23）、第二十四电容（C24）、第二十五电容（C25）、第二十六电容（C26）、第二十七电容（C27）、第二十八电容（C28）、第二十九电容（C29）、第三十电容（C30）、第三十一电容（C31）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、第十电阻（R10）、第十一电阻（R11）、第十二电阻（R12）、第十三电阻（R13）、第十四电阻（R14）、第十五电阻（R15）、第十六电阻（R16）、第十七电阻（R17）、第十八电阻（R18）、第十九电阻（R19）、第二十电阻（R20）、第二十一电阻（R21）、第二十二电阻（R22）、第二十三电阻（R23）、第二十四电阻（R24）、第二十五电阻（R25）、第二十六电阻（R26）、第二十七电阻（R27）、第二十八电阻（R27）、第一稳压二极管（D1），第一发光二极管（D2）、第二发光二极管（D3）、第一晶振（Y1）、第二晶振（Y2）和按键（K1）组成；整流芯片（U1）、第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）、第五电容（C5）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第一稳压二极管（D1）、连接头（J1）共同组成整流电路，其中整流芯片（U1）采用D25XB80，整流芯片（U1）的第1引脚与第一电阻（R1）的一端相连，同时也与正电源芯片（U4）的第3引脚相连，第一电阻（R1）的另一端与稳压芯片（U2）的第1引脚相连，整流芯片（U2）的第2引脚与连接头（J1）的AC1端相连，同时也与第三电容（C3）的一端相连，整流芯片（U1）的第3引脚与第一电容（C1）的一端相连，同时也与连接头（J1）的AC2端相连，AC2端与第二电阻（R2）相连，第二电阻（R2）的另一端与第一稳压二极管（D1）的正极相连，第一稳压二极管（D1）的负极与第五电容（C5）的正极相连，第五电容（C5）的负极与地相连，第一电容（C1）的另一端与第二电容（C2）的一端相连，同时也与第三电容（C3）另一端相连，也和第四电容（C4）的一端相连，第四电容（C4）的另一端与第二电容（C2）的另一端相连，连接头（J1）的GND端与地相连，整流芯片（U1）的第4引脚与负电源芯片（U3）的第3引脚相连，同时与第五电阻（R5）的一端相连，第五电阻（R5）的另一端与功率放大芯片（U5）的第8引脚相连；稳压芯片（U2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第六电容（C6）、第一发光二极管（D2）和第二发光二极管（D3）共同组成稳压电路，其中稳压芯片（U2）采用MC7824，稳压芯片（U2）的第2引脚与地相连，稳压芯片（U2）的第3引脚与第三电阻（R3）的一端相连，同时也与第四电阻（R4）的一端相连，也与第六电容（C6）的正极相连，第六电容（C6）的另一端与地相连，第三电阻（R3）的另一端与第一发光二极管（D2）的正极相连，第一发光二极管（D2）的负极与地相连，第四电阻（R4）的另一端与第二发光二极管（D3）的正极相连，第二发光二极管（D3）的负极与地相连；负电源芯片（U3）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第七电容（C7）、第八电容（C8）、第十电容（C10）、第十一电容（C11）共同组成负电源电路，其中负电源芯片（U3）采用LM337,负电源芯片（U3）的第1引脚与第六电阻（R6）的一端相连，同时与第七电阻（R7）的一端相连，并与第七电容（C7）的负极相连，第七电容（C7）的正极与地相连，第七电阻（R7）的另一端也与地相连，第六电阻（R6）的另一端与负电源芯片（U3）的第2引脚相连，负电源芯片（U3）的第2引脚分别与伺服芯片（U6）的第4引脚和前置放大芯片（U7）的第4引脚相连，同时与第十电容（C10）的负极相连，第十电...

【技术特征摘要】
1.一种基于低频漏磁的铁磁性材料内部探伤电路，其特征为：由整流芯片（U1）、稳压芯片（U2）、负电源芯片（U3）、正电源芯片（U4）、功率放大芯片（U5）、伺服芯片（U6）、前置放大芯片（U7）、信号采集第一放大器（U8A）、信号采集第二放大器（U8B）、信号控制芯片（U9）、传感头（S1）、霍尔效应传感器（S2）、连接头（J1）、第一电容（R1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）、第五电容（C5）、第六电容（C6）、第七电容（C7）、第八电容（C8）、第九电容（C9）、第十电容（C10）、第十一电容（C11）、第十二电容（C12）、第十三电容（C13）、第十四电容（C14）、第十五电容（C15）、第十六电容（C16）、第十七电容（C17）、第十八电容（C18）、第十九电容（C19）、第二十电容（C20）、第二十一电容（C21）、第二十二电容（C22）、第二十三电容（C23）、第二十四电容（C24）、第二十五电容（C25）、第二十六电容（C26）、第二十七电容（C27）、第二十八电容（C28）、第二十九电容（C29）、第三十电容（C30）、第三十一电容（C31）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、第十电阻（R10）、第十一电阻（R11）、第十二电阻（R12）、第十三电阻（R13）、第十四电阻（R14）、第十五电阻（R15）、第十六电阻（R16）、第十七电阻（R17）、第十八电阻（R18）、第十九电阻（R19）、第二十电阻（R20）、第二十一电阻（R21）、第二十二电阻（R22）、第二十三电阻（R23）、第二十四电阻（R24）、第二十五电阻（R25）、第二十六电阻（R26）、第二十七电阻（R27）、第二十八电阻（R27）、第一稳压二极管（D1），第一发光二极管（D2）、第二发光二极管（D3）、第一晶振（Y1）、第二晶振（Y2）和按键（K1）组成；整流芯片（U1）、第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）、第五电容（C5）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第一稳压二极管（D1）、连接头（J1）共同组成整流电路，其中整流芯片（U1）采用D25XB80，整流芯片（U1）的第1引脚与第一电阻（R1）的一端相连，同时也与正电源芯片（U4）的第3引脚相连，第一电阻（R1）的另一端与稳压芯片（U2）的第1引脚相连，整流芯片（U2）的第2引脚与连接头（J1）的AC1端相连，同时也与第三电容（C3）的一端相连，整流芯片（U1）的第3引脚与第一电容（C1）的一端相连，同时也与连接头（J1）的AC2端相连，AC2端与第二电阻（R2）相连，第二电阻（R2）的另一端与第一稳压二极管（D1）的正极相连，第一稳压二极管（D1）的负极与第五电容（C5）的正极相连，第五电容（C5）的负极与地相连，第一电容（C1）的另一端与第二电容（C2）的一端相连，同时也与第三电容（C3）另一端相连，也和第四电容（C4）的一端相连，第四电容（C4）的另一端与第二电容（C2）的另一端相连，连接头（J1）的GND端与地相连，整流芯片（U1）的第4引脚与负电源芯片（U3）的第3引脚相连，同时与第五电阻（R5）的一端相连，第五电阻（R5）的另一端与功率放大芯片（U5）的第8引脚相连；稳压芯片（U2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第六电容（C6）、第一发光二极管（D2）和第二发光二极管（D3）共同组成稳压电路，其中稳压芯片（U2）采用MC7824，稳压芯片（U2）的第2引脚与地相连，稳压芯片（U2）的第3引脚与第三电阻（R3）的一端相连，同时也与第四电阻（R4）的一端相连，也与第六电容（C6）的正极相连，第六电容（C6）的另一端与地相连，第三电阻（R3）的另一端与第一发光二极管（D2）的正极相连，第一发光二极管（D2）的负极与地相连，第四电阻（R4）的另一端与第二发光二极管（D3）的正极相连，第二发光二极管（D3）的负极与地相连；负电源芯片（U3）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第七电容（C7）、第八电容（C8）、第十电容（C10）、第十一电容（C11）共同组成负电源电路，其中负电源芯片（U3）采用LM337,负电源芯片（U3）的第1引脚与第六电阻（R6）的一端相连，同时与第七电阻（R7）的一端相连，并与第七电容（C7）的负极相连，第七电容（C7）的正极与地相连，第七电阻（R7）的另一端也与地相连，第六电阻（R6）的另一端与负电源芯片（U3）的第2引脚相连，负电源芯片（U3）的第2引脚分别与伺服芯片（U6）的第4引脚和前置放大芯片（U7）的第4引脚相连，同时与第十电容（C10）的负极相连，第十电容（C10）的正极与地相连，负电源芯片（U3）的第3引脚分别与第八电容（C8）的负极和功率放大芯片（U5）的第4引脚相连，第八电容（C8）的正极与地相连；正电源芯片（U4）、第九电容（C9）、第十一电容（C11）、第十三电容（C13）、第八电阻（R8）和第九电阻（R9）共同组成正电源电路，其中正电源芯片（U4）采用LM317，正电源芯片（U4）的第1引脚分别与第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、第十三电容（C13）的一端相连，第八电阻（R8）的另一端与第十三电容（C13）的另一端相连并与地相连，第九电阻（R9）的另一端与正电源芯片（U4）的第2引脚相连，正电源芯片（U4）的第2引脚与第九电容（C9）的正极相连，同时分别与伺服芯片（U6）的第7引脚和前置放大芯片（U7）的第7引脚相连，正电源芯片（U4）的第3引脚与第十一电容（C11）的正极相连，同时与功率放大芯片（U5）的第1引脚相连，第十一电容（C11）的负极与功率放大芯片（U5）的第5引脚相连；功率放大芯片（U5）、第十电阻（R10）、第十一电阻（R11）、第十二电容（C12）、第十四电容（C14）共同组成功率放大电路，功率放大芯片（U5）采用LM3886，使用其1、2、3、4、5、7、8、9、10、11引脚，功率放大芯片（U5）的第2引脚与第4引脚相连，功率放大芯片（U5）的第3引脚与传感头（S1）的一端相连，传感头（S1）的另一端与功率放大芯片（U5）的第7引脚相连并与地相连，传感头（S1）由铁氧锰锌体U型磁轭（1）和漆包线（2）组成，功率放大芯片（U5）的第9引脚分别与第十二电容（C12）和第十一电阻（R11）相连，第十二电容（C12）的另一端与第十电阻（R10）的一端相连，第十一电阻（R11）的另一端与第十电阻（R10）的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈常宇，刘泽旭，朱周洪，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33