本实用新型专利技术公开了一种基于新型弱磁传感器的无损检测装置，它的组成包括：新型弱磁传感器(1)，信号调理电路(2)，微处理器(3)，接口电路(4)，调试接口电路(5)，复位与晶振电路(6)，电源(7)和笔记本电脑(8)。新型弱磁传感器(1)由磁感应探头、振荡器、鉴频器、积分器和驱动器组成，磁感应探头由双电感构成，分别接入LC振荡器和驱动器。磁感应探头中的双电感分别称为磁感应电感和磁化电感，磁感应电感能够感应外部磁场变化，其电感值随外部磁场变化而变化，探头依靠其材料的特性及相关结构来保证其对外部磁场的感应特性。该型检测装置性能可靠、线性度好、灵敏度高，最大优势是动态范围大。大。大。
【技术实现步骤摘要】
一种基于新型弱磁传感器的无损检测装置
[0001]本技术属于无损检测
，尤其涉及新型弱磁传感器应用于无损检测装置。
技术介绍
[0002]磁场测量技术是研究与磁现象有关物理现象的重要手段，已经逐渐形成为一门独立的科学。其中，弱磁场测量技术的研究水平在很大程度上反映了磁场测量的发展水平。最近几十年来，由于采用了新的物理效应器件，一些高灵敏度的磁传感器相继问世；同时，随着测量技术与计算机技术的迅速发展，新一代的弱磁场检测仪器也取得了可喜的进展。现今，磁场测量已突破传统的单点单方向测量，实现了空间某点磁场的三维测量，从而全面真实地反应待测对象的磁场状况。
[0003]弱磁场传感器具有灵敏度高、可靠性高、体积小、电子兼容性好等优点，随着现代科学技术的进步，弱磁场传感技术有了很大发展，并向着高准确度、高稳定度、高分辨率、微小型化、数字化和智能化的方向发展。
[0004]磁传感器是磁场探测的核心元件，市场应用前景广泛。可用于弱磁场、直线位移、磁航向、电流等物理量测量，从而被广泛应用于工业自动化控制、磁场探测、医疗仪器、交通车辆检测、导航系统、位置检测、汽车工业、无损检测、家用电器、磁开关、微电流检测、工业机器人、航空航天、军事工业和科学研究等众多领域，特别是应用于无损检测等领域。
技术实现思路
[0005]针对上述技术问题，本技术将提出一种基于新型弱磁传感器的无损检测装置，具体技术方案如下：
[0006]一种基于新型弱磁传感器的无损检测装置，它的组成包括：新型弱磁传感器1、信号调理电路2、微处理器3、接口电路4、调试接口电路5、复位与晶振电路6、电源7和笔记本电脑8。新型弱磁传感器1由磁感应探头、振荡器、鉴频器、积分器和驱动器组成、磁感应探头由双电感构成，分别接入LC振荡器和驱动器。
[0007]所述的磁感应探头中的双电感分别称为磁感应电感和磁化电感，磁感应电感能够感应外部磁场变化，其电感值随外部磁场变化而变化，探头依靠其材料的特性及相关结构来保证其对外部磁场的感应特性。
[0008]所述的磁感应电感和磁化电感为同型结构，均由内部软磁材料磁芯和外部漆包线圈组成。
[0009]所述的信号调理电路2和接口电路4均采用FPGA实现。
[0010]所述的微处理器3选择DSP芯片。
[0011]本技术的技术效果：用FPGA实现调理电路和接口电路提高工作效率，增强可靠性；以软磁材料为电感磁芯，应用其高磁导率特点，辅之自动积分式反馈补偿电路，开发出高灵敏度、大动态测量范围的磁场传感器，测试灵敏度可达40mV/Gs以上，测量动态范围
能够大至250Gs以上；该型检测装置性能可靠、线性度好、灵敏度高，最大优势是动态范围大。
附图说明
[0012]图1是基于新型弱磁传感器的无损检测装置。
[0013]图2是新型弱磁传感器组成框图。
[0014]图3是磁感应电感和磁化电感结构示意图。
[0015]图4是振荡器电路图。
[0016]图5是鉴频器电路图。
[0017]图6是磁化电感控制电路图。
[0018]图中：1为新型弱磁传感器，2为信号调理电路，3为微处理器，4为接口电路，5为调试接口电路，6为复位与晶振电路，7为电源，8为笔记本电脑。
具体实施方式
[0019]下面结合附图，对本技术具体实施方式做进一步的说明。
[0020]1.总体方案
[0021]1)一种基于新型弱磁传感器的无损检测装置，它的组成包括：新型弱磁传感器1、信号调理电路2、微处理器3、接口电路4、调试接口电路5、复位与晶振电路6、电源7和笔记本电脑8。新型弱磁传感器1由磁感应探头、振荡器、鉴频器、积分器和驱动器组成，磁感应探头由双电感构成，分别接入LC振荡器和驱动器。如图1、2、4、5和6所示。
[0022]2)磁感应探头中的双电感分别称为磁感应电感和磁化电感，磁感应电感能够感应外部磁场变化，其电感值随外部磁场变化而变化，探头依靠其材料的特性及相关结构来保证其对外部磁场的感应特性。
[0023]3)磁感应电感和磁化电感为同型结构，均由内部软磁材料磁芯和外部漆包线圈组成。如图3所示。
[0024]4)信号调理电路2和接口电路4均采用FPGA实现。
[0025]5)微处理器3选择DSP芯片。
[0026]2.新型弱磁传感器
[0027]2.1磁感应探头设计
[0028]磁感应电感与磁化电感轴心平行，轴心间距4mm
±
0.5mm，软磁材料比重为1：70，漆包线径为0.15mm，单位体积内漆包线圈匝数比为1∶5。此种结构既能保证磁感应电感磁芯均匀磁化，又能保证磁感应电感对磁化电感的互感影响降到可控范围之内。如图3所示。
[0029]2.2振荡器电路设计
[0030]振荡器电路采用LC振荡电路，工作在高频状态下(＞1MHz)，接入了磁感应电感的振荡器作为弱磁传感器的一部分，是感应外部磁场变化的接收组件，磁感应电感和电容一同构成LC振荡器的反馈网络，同时，磁感应电感担负着磁场敏感元件的角色，在外部磁场的作用下，振荡器输出振荡信号频率大小与磁感应电感轴向磁场强度同步一致。振荡器电路图如图4所示。
[0031]2.3鉴频器电路设计
[0032]为从调频信号中解调出与磁场对应的电压信号，系统设计有单失谐回路斜率鉴频电路，该电路采用三极管共射放大、谐振选频、二极管包络检波方式实现。鉴频器电路图如图5所示。图5中，“f
osc”为振荡器输出信号，“V
out”为鉴频输出信号。单失谐回路斜率鉴频器由LC谐振放大器和二极管检波电路组成。
[0033]调试时，将谐振放大电路的谐振频率调试到f
c
+Δf
m
，其中f
c
为振荡器中心频率。
[0034]2.4积分电路和驱动电路设计
[0035]磁化电感控制电路原理图如图6所示。积分器是用来平衡外部磁场的核心组件，运放的正反相端电压相等时传感器处在动态平衡状态，当外部磁场增大时，积分器反向积分，通过三极管驱动器减小磁化电感电流，使积分器再次进入平衡状态。当外部磁场减小时，积分器正向积分，通过三极管驱动器增大磁化电感电流，使积分器再次进入平衡状态。
[0036]3.FPGA
[0037]FPGA(Field Programmable Gate Array)是在PAL、GAL等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
[0038]FPGA器件属于专用集成电路中的一种半定制电路，是可编程的逻辑列阵，能够有效的解决原有的器件门电路数较少的问题。FPGA的基本结构包括可编程输入输出单元、可配置逻辑块、数字时钟管理模块、嵌入式块RAM、布线资源、内嵌专用硬核和底本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于新型弱磁传感器的无损检测装置，它的组成包括：新型弱磁传感器(1)，信号调理电路(2)，微处理器(3)，接口电路(4)，调试接口电路(5)，复位与晶振电路(6)，电源(7)和笔记本电脑(8)，其特征在于：新型弱磁传感器(1)由磁感应探头、振荡器、鉴频器、积分器和驱动器组成，磁感应探头由双电感构成，分别接入LC振荡器和驱动器。2.根据权利要求1所述的基于新型弱磁传感器的无损检测装置，其特征在于：所述的磁感应探头中的双电感分别称为磁感应电感和磁化电感，磁感应电感能够感应外部磁场变...
【专利技术属性】
技术研发人员：宁仲凯，张腾，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：新型
国别省市：
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