一种基于时间闸门的脉冲涡流无损检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于时间闸门的脉冲涡流无损检测方法，是将阵列涡流传感器贴近构件表面的一个阵列区域进行扫描检测，且由任意波形发生器分别向各阵列点位置的涡流传感器的激励绕组施加一个预置的具有一定频率的脉冲激励信号，该脉冲激励信号在构件中所产生的涡流感应信号由各阵列点位置的涡流传感器的检测绕组分别拾取，利用时间闸门方式提取各阵列点位置涡流传感器的涡流感应信号的幅值数据，再通过计算阵列区域内阵列点位置的涡流传感器的涡流感应信号的相对幅值，以及对相对幅值进行灰度处理后，使得成像后的被测构件的扫描区域能够直观地显示出被测构件的缺陷状态，具有检测方便、易实现，检测效果准确的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无损检测方法，特别是涉及一种基于时间闸门的脉冲涡流无 损检测方法。
技术介绍
无损检测NDT (nondestructive test)是对材料或工件实施一种不损害或不影响 其未来使用性能或用途的检测手段，通过使用NDT,能发现材料或工件内部和表 面所存在的缺陷，能测量工件的几何特征和尺寸，能测定材料或工件的内部组成、 结构、物理性能和状态等。无损检测技术现己被广泛地应用于各个工业领域中， 比如制造业、航天航空、石油化工等领域中。现有常规的无损检测方法主要包括 有射线探伤(RT)方法、超声检测(UT)方法、渗透探査(PT)方法、磁粉检 测(MT)方法、涡流检测(ET)方法等，非常规的无损检测方法则包括有微波 检测方法、电位检测方法等。作为常规检测方法之一的涡流检测是把导体接近通有交流电的线圈，由线圈 建立交变磁场，该交变磁场通过导体，并与之发生电磁感应作用，在导体内建立 涡流；导体中的涡流也会产生自已的磁场，涡流磁场的作用改变了原磁场的强弱， 进而导致线圈电压和阻抗的改变；当导体表面或近表面出现缺陷时，将影响到涡 流的强度和分布，涡流的变化又引起了检测线圈电压和阻抗的变化，根椐这一变 化，就可以间接地知道导体内缺陷的存在。在涡流检测中，构件要检测的信号是来自检测线圈的阻抗或次级线圈感应电 压的变化，由于影响阻抗和电压的因素很多，各因素的影响程度不同，因此要从 这诸多的因素中提取出有意义的检测信号，必须对信号进行相应的处理，以达到 消除干扰信号的目的。在现有技术的涡流检测方法中主要采用了阻抗分析法对信 号进行处理，阻抗分析法是以分析涡流效应引起线圈阻抗的变化及其相位变化之间的密切关系为基础，从而鉴别各影响因素效应的一种分析方法。从电磁波传播 的角度来看，这种信号处理方法实质上是根据信号有不同相位延迟的原理来区别 构件中的不连续性，因为在电磁波的传播过程中，相位延迟是与电磁信号进入导 体中的不同深度和折返来回所需的时间联系在一起的。采用阻抗分析法就可以得 到阻抗平面图，利用阻抗平面图就可以对构件的缺陷进行分析，阻抗图的主要要 素之一是相位。由于线圈阻抗变化是构件各种参数的影响的综合反映，因此现有 的涡流检测中，就需要采用相敏检波、滤波等方式来消除干扰信号，取出所需要 的缺陷信号。涡流检测也可以采用诸如频谱分析等其他方式对提取的信号进行处 理，频谱分析是将信号源发出的信号强度按频率顺序展开，使其成为频率的函数， 并考察变化规律，来进行缺陷分析的。无论是采用阻抗分析法进行提取信号的处 理，还是采用频谱分析法进行提取信号的处理，现有的涡流检测方法都不能直观 地显示出构件缺陷(如裂纹)的状况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种基于时间闸门的脉冲涡流 无损检测方法，能够直观地显示出被测构件的缺陷状态，具有检测方便、易实现， 检测效果准确的特点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是 一种基于时间闸门的脉冲涡流 无损检测方法，包括如下步骤a. 将阵列涡流传感器贴近构件表面的一个阵列区域进行扫描检测，在阵列 区域内的各阵列点位置，由任意波形发生器分别向各阵列点位置的涡流传感器的 激励绕组施加一个预置的具有一定频率的脉冲激励信号；b. 对应于构件的阵列区域内各阵列点位置的涡流传感器的检测绕组分别拾 取各自的激励绕组受所述脉冲激励信号激励后在构件的该阵列点位置所产生的涡流感应信号；C.所述涡流感应信号经前置放大后由模/数接口送入计算机处理系统；d.在计算机处理系统中，所述的各阵列点位置的涡流传感器的涡流感应信号分别被处理成以时间为横轴的对应有幅值变化的关系曲线；e. 在计算机处理系统中，以相对于施加激励信号的时间原点具有相同时间 间隔的时间点，从所述各关系曲线中分别提取对应于阵列区域内各阵列点位置的 涡流传感器的涡流感应信号的幅值数据；f. 在计算机处理系统中，分别计算出阵列区域内各阵列点位置的涡流传感 器在阵列中的相对幅值数据，并将各阵列点位置的涡流传感器所对应的相对幅值 数据按照灰度处理方式处理成对应的灰度数据；g. 计算机处理系统根据阵列区域内各阵列点位置的涡流传感器所对应的灰 度数据进行成像处理，并将成像处理信号输出给显示器；h. 显示器显示出阵列区域内各阵列点位置的涡流传感器在构件中所对应扫 描区域的灰度图像。所述的阵列涡流传感器由多个涡流传感器排成面阵构成，排成面阵的多个涡流传感器分别覆盖于所述构件的阵列区域的各阵列点位置；所述任意波形发生器 对面阵中各涡流传感器施加的激励为分时激励或实时激励。所述的阵列涡流传感器由多个涡流传感器排成线阵构成，排成线阵的多个涡 流传感器沿一个方向移动而覆盖于所述构件的阵列区域的各阵列点位置；所述任 意波形发生器对线阵中各涡流传感器施加的激励为分时激励或实时激励。所述的阵列涡流传感器由单个涡流传感器排成点阵构成，构成点阵的一个涡 流传感器沿相垂直的X、Y两个方向移动而覆盖于所述构件的阵列区域的各阵列点 位置。所述的脉冲激励信号为方波信号。所述的脉冲激励信号为三角波信号。所述的脉冲激励信号为锯齿波信号。所述的预置的具有一定频率的脉冲激励信号为可变频的脉冲激励信号。 所述的实时激励是在各涡流传感器相互之间磁屏蔽的状态下进行的。 本专利技术的，脉冲激励信号的频率是可以变化的，通常金属表面感应的涡流的渗透深度随频率而异，激励频率高时 金属表面涡流密度大，随着激励频率的降低，涡流渗透深度增加，但表面涡流密 度下降，因此，可以通过改变激励频率，在一定程度上克服趋肤效应的影响，获 取不同深度的涡流感应信号。本专利技术的，时间闸门是可调的， 即相对于施加激励信号的时间原点具有相同时间间隔的时间点是可以选择的。本专利技术的，对分布成线阵或面阵 阵列中的各涡流传感器可以采用分时激励，也可以采用实时激励。采用分时激励 时，各涡流传感器的激励绕组依次通入相同的脉冲激励信号，并由各涡流传感器 的检测绕组分别拾取各自的激励绕组受所述脉冲激励信号激励后在构件中所产生 的涡流感应信号，各涡流传感器之间不会产生干扰。采用实时激励时，对于可能 产生的干扰，可以采用磁屏蔽的方法予以解决，比如，将磁屏蔽材料制作而成的 罩壳分别装在涡流传感器的周边，以将阵列中的各涡流传感器相互隔离开来，罩 壳的开口朝向被测构件，这样，各个各涡流传感器的激励绕组所产生的磁场就不会相互干扰。本专利技术的，将多个涡流传感器排 成阵列，工作时，采用电子学的方法按照设定的逻辑程序，对阵列单元分时切换, 或者是在各涡流传感器相互之间磁屏蔽的状态下进行实时激励，并将各单元获取 的涡流感应信号输出给计算机处理系统，从而完成一个阵列的巡回检测，阵列分 布的涡流传感器的一次检测过程相当于传统的单个涡流传感器对构件受检面的反 复往返步进扫描的检测过程，阵列分布的涡流传感器对于大面积的涡流检测具有 极大的优势。本专利技术的有益效果是，由于采用了将阵列涡流传感器贴近构件表面的一个阵 列区域进行扫描检测，且由任意波形发生器分别向各阵列点位置的涡流传感器的 激励绕组施加一个预置的具有一定频率的脉冲激励信号，该脉冲激励信号在构件 中所产生的涡流感应信号由各阵列点位置的涡流传感器的检测绕组分别拾取，利用时间闸门方式提取各阵列点位置涡流传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于时间闸门的脉冲涡流无损检测方法，其特征在于：包括如下步骤：　ａ．将阵列涡流传感器贴近构件表面的一个阵列区域进行扫描检测，在阵列区域内的各阵列点位置，由任意波形发生器分别向各阵列点位置的涡流传感器的激励绕组施加一个预置的具有一定 频率的脉冲激励信号；　ｂ．对应于构件的阵列区域内各阵列点位置的涡流传感器的检测绕组分别拾取各自的激励绕组受所述脉冲激励信号激励后在构件的该阵列点位置所产生的涡流感应信号；　ｃ．所述涡流感应信号经前置放大后由模／数接口送入计算机处 理系统；　ｄ．在计算机处理系统中，所述的各阵列点位置的涡流传感器的涡流感应信号分别被处理成以时间为横轴的对应有幅值变化的关系曲线；　ｅ．在计算机处理系统中，以相对于施加激励信号的时间原点具有相同时间间隔的时间点，从所述各关系曲线 中分别提取对应于阵列区域内各阵列点位置的涡流传感器的涡流感应信号的幅值数据；　ｆ．在计算机处理系统中，分别计算出阵列区域内各阵列点位置的涡流传感器在阵列中的相对幅值数据，并将各阵列点位置的涡流传感器所对应的相对幅值数据按照灰度处理方式 处理成对应的灰度数据；　ｇ．计算机处理系统根据阵列区域内各阵列点位置的涡流传感器所对应的灰度数据进行成像处理，并将成像处理信号输出给显示器；　ｈ．显示器显示出阵列区域内各阵列点位置的涡流传感器在构件中所对应扫描区域的灰度图像。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林俊明，
申请(专利权)人：林俊明，
类型：发明
国别省市：92[中国|厦门]