基于多频涡流激励与磁场探测的涂层下金属基体损伤检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了基于多频涡流激励与磁场探测的涂层下金属基体损伤检测装置及检测方法，包括多频涡流激励信号发生器、激励线圈、磁场数据采集器、线性阵列磁场检测传感器和数据处理模块与显示器，线性阵列磁场检测传感器位于激励线圈内；检测方法包括选择频率档位进行检测，获取多个激励频率下的磁场数据，对所有频率下扫描所得磁场数据图进行三维重构，得到被测部位的三维图像，并对图像中显示的损伤进行分析。本发明专利技术通过一次扫描即可获取多个激励频率下的损伤数据，能够在不去除金属材料表面有机涂层或较薄金属覆盖层的情况下，实现金属基体裂纹、腐蚀等损伤的无损检测分析，具有检测效率高的优势。效率高的优势。效率高的优势。

【技术实现步骤摘要】
基于多频涡流激励与磁场探测的涂层下金属基体损伤检测装置及检测方法


[0001]本专利技术属于无损检测
，具体涉及一种基于多频涡流激励与磁场探测的涂层下金属基体损伤检测装置及检测方法。
[0002]背景技利用交变电流可在金属材料表面形成涡流，当金属表面存在裂纹、腐蚀损伤时，涡流就会发生变化，涡流形成的磁场就会发生改变。利用磁场传感器检测涡流形成的磁场的变化可判定金属材料表面和次表面的损伤。然而，现有的涡流激励检测装置，都是采用单一频率进行激励，每次获取的磁场数据由单一频率激励产生，不仅存在损伤检测效率低的问题，而且存在容易漏检工件的损伤的情况，且在摸索不同样品、不同损伤的测试参数时，工艺摸索时间长。对此，有必要提供一种能够提高损伤检测效率和检测精度的涡流磁场检测装置及检测方法。更关键地是，采用现有的涡流激励检测方法，无法精确、快速判定损伤所处的深度区间。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于提供一种损伤检测效率高和检测精度高的基于多频涡流激励与磁场探测的涂层下金属基体损伤检测装置及检测方法。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下。
[0005]一种基于多频涡流激励与磁场探测的涂层下金属基体损伤检测装置，包括多频涡流激励信号发生器、激励线圈、磁场数据采集器、线性阵列磁场检测传感器和数据处理模块与显示器，线性阵列磁场检测传感器固定连接激励线圈并位于激励线圈内；其中，多频涡流激励信号发生器用于产生多频激励信号并在被测部位形成磁场，且同步产生一个频率标记信号，并将该标记信号同步传输给磁场数据采集器；线性阵列磁场检测传感器用于检测不同激励频率下的磁场数据，并对应记录和提取不同激励频率下的磁场数据，并将该磁场数据传输给磁场数据采集器；磁场数据采集器用于获取磁场数据、频率标记信号，将磁场数据与频率标记信号进行匹配、存储，并反馈给数据处理模块；数据处理模块用于将读取的磁场数据生成磁场数据图并输出。
[0006]本专利技术中，所述的多频激励信号包括在第一毫秒级时段T1内发出的第一档频率、在第二毫秒级时段T2内发出的第二档频率
…
在第K毫秒级时段T
K
内发出的第K档频率，所有毫秒级时段的总时长控制在一秒内；第一档频率对应的检测厚度区间为0
‑
h
1 mm，第二档频率对应的检测厚度区间为0
‑
h
2 mm，第K档频率对应的检测厚度区间为0
‑
h
K mm，0mm所在位置表示检测基准面，h1 mm所在位置表示检测基准面往下深度为h
K
mm的位置，h1＜h2＜h
K
。
[0007]作为优选，所述的线性阵列磁场检测传感器为巨磁阻传感器或隧道磁阻传感器。
[0008]本专利技术中，还包括安装在激励线圈上的位置传感器，位置传感器用于实时获取探测部位的位置，并将位置数据反馈给磁场数据采集器，磁场数据采集器将其位置信息与磁场数据、频率标记信号进行匹配。
[0009]本专利技术中，所述的金属基体为铝合金时，对应的频率为1kHz
‑
40kHz，各档频率属于等差数列；所述的金属基体为碳钢时，对应的频率为0.5kHz
‑
30kHz，各档频率属于等差数列。
[0010]一种采用前述金属基体损伤检测装置的检测方法，步骤包括：步骤1，将激励线圈和线性阵列磁场检测传感器放置在被测金属基体表面的起始位置；步骤2，结合被测金属基体的材质，设定好多频涡流激励信号发生器的激励信号频率范围；步骤3，选择频率范围，包含K个频率段，沿着检测路径匀速移动激励线圈和线性阵列磁场检测传感器，完成厚度区间为0
‑
h
1 mm、0
‑
h
2 mm
……0‑
h
k mm的扫描；一次扫描获取得到多个频率范围对应的厚度区间的磁场数据，第一档频率对应厚度区间为0
‑
h
1 mm、第二档频率对应厚度区间为0
‑
h
2 mm、第K档频率对应厚度区间为0
‑
h
K mm；步骤4，对所有频率下扫描所得磁场数据图进行三维重构，得到被测部位的三维图像，并对三维图像中显示的损伤进行分析。
[0011]其中，步骤4中对损伤进行分析的过程如下：如果第一档频率对应的磁场数据图中没有显示损伤特征，则表示厚度区间为0
‑
h
1 mm的第一区域无损伤；如果第二档频率对应的磁场数据图中没有显示损伤特征，则表示厚度区间为0
‑
h
2 mm的第二区域无损伤；如果第K
‑
1档频率对应的磁场数据图中没有显示损伤特征，则表示厚度区间为0
‑
h
K
‑
1 mm的第h
K
‑1区域无损伤；如果第K档频率对应的磁场数据图中显示有损伤特征，则表示损伤存在于厚度区间为h
K
‑
1 ~ h
K
mm的区域。
[0012]有益效果：采用本专利技术的方案，通过一次扫描即可获取多个激励频率下的损伤数据，能够在不去除金属材料表面有机涂层或较薄金属覆盖层的情况下，实现金属基体裂纹、腐蚀等损伤的无损检测分析，具有检测效率高的优势；更重要地是，采用本专利技术的方案能够精确、快速判定损伤所处的深度区间，能够识别深度区间为0.2
‑
2mm的损伤情况。
附图说明
[0013]图1为实施例中基于多频涡流激励与磁场探测的涂层下金属基体损伤检测装置示意图；图2为实施例中基于多频涡流激励与磁场的金属基体损伤检测装置流程框图；图3为实施例中检测装置在不同档位频率下获取的磁场数据图；图4为三维重构后得到的被测部位的三维图像示意图。
具体实施方式
[0014]下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。
实施例
[0015]一种基于多频涡流激励与磁场探测的涂层下金属基体损伤检测装置，如图1和图2所示，包括多频涡流激励信号发生器、激励线圈4、磁场数据采集器、线性阵列磁场检测传感器5和数据处理模块与显示器2，线性阵列磁场检测传感器5固定连接激励线圈4并位于激励线圈4内，多频涡流激励信号发生器和磁场数据采集器安装在同一壳体1内；其中，多频涡流激励信号发生器用于产生多频激励信号并在被测部位形成磁场，且同步产生一个频率标记信号，并将该标记信号同步传输给磁场数据采集器；线性阵列磁场检测传感器5用于检测不同激励频率下的磁场数据，并对应记录和提取不同激励频率下的磁场数据，并将该磁场数据传输给磁场数据采集器；磁场数据采集器用于获取磁场数据、频率标记信号，将磁场数据与频率标记信号进行匹配、存储，并反馈给数据处理模块；数据处理模块用于将读取的磁场数据生成磁场数据图并输出。其中，线性阵列磁场检测传感器5采用巨磁阻传感器。使用时，将线性阵列磁场检测传感器5和激励线圈4整体放置在被测工件3表面，检测（扫描）时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于多频涡流激励与磁场探测的涂层下金属基体损伤检测装置，其特征在于：包括多频涡流激励信号发生器、激励线圈、磁场数据采集器、线性阵列磁场检测传感器和数据处理模块与显示器，线性阵列磁场检测传感器固定连接激励线圈并位于激励线圈内；其中，多频涡流激励信号发生器用于产生多频激励信号并在被测部位形成磁场，且同步产生一个频率标记信号，并将该标记信号同步传输给磁场数据采集器；线性阵列磁场检测传感器用于检测不同激励频率下的磁场数据，并对应记录和提取不同激励频率下的磁场数据，并将该磁场数据传输给磁场数据采集器；磁场数据采集器用于获取磁场数据、频率标记信号，将磁场数据与频率标记信号进行匹配、存储，并反馈给数据处理模块；数据处理模块用于将读取的磁场数据生成磁场数据图并输出。2.根据权利要求1所述的金属基体损伤检测装置，其特征在于：所述的多频激励信号包括在第一毫秒级时段T1内发出的第一档频率、在第二毫秒级时段T2内发出的第二档频率
…
在第K毫秒级时段T
K
内发出的第K档频率，所有毫秒级时段的总时长控制在一秒内；第一档频率对应的检测厚度区间为0
‑
h
1 mm，第二档频率对应的检测厚度区间为0
‑
h
2 mm，第K档频率对应的检测厚度区间为0
‑
h
K mm，0mm所在位置表示检测基准面，h1 mm所在位置表示检测基准面往下深度为h
K mm的位置，h1＜h2＜h
K
。3.根据权利要求2所述的金属基体损伤检测装置，其特征在于：所述的线性阵列磁场检测传感器为巨磁阻传感器或隧道磁阻传感器。4.根据权利要求3所述的金属基体损伤检测装置，其特征在于：还包括安装在激励线圈上的位置传感器，位置传感器用于实时获取探测部位的位置，并将位置数据反馈给磁场数据采集器，磁场数据采集器将其位置信息与磁场数据、频率标记信...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佳蒙，窦世涛，赵方超，封先河，周堃，王晓辉，王成章，何建新，陈新，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团西南技术工程研究所，
类型：发明
国别省市：