一種基于時間閘門的脈沖渦流無損檢測方法技術

本發明專利技術公開了一種基于時間閘門的脈沖渦流無損檢測方法，是將陣列渦流傳感器貼近構件表面的一個陣列區域進行掃描檢測，且由任意波形發生器分別向各陣列點位置的渦流傳感器的激勵繞組施加一個預置的具有一定頻率的脈沖激勵信號，該脈沖激勵信號在構件中所產生的渦流感應信號由各陣列點位置的渦流傳感器的檢測繞組分別拾取，利用時間閘門方式提取各陣列點位置渦流傳感器的渦流感應信號的幅值數據，再通過計算陣列區域內陣列點位置的渦流傳感器的渦流感應信號的相對幅值，以及對相對幅值進行灰度處理后，使得成像后的被測構件的掃描區域能夠直觀地顯示出被測構件的缺陷狀態，具有檢測方便、易實現，檢測效果準確的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種無損檢測方法，特別是涉及一種基于時間閘門的脈沖渦流無 損檢測方法。
技術介紹
無損檢測NDT (nondestructive test)是對材料或工件實施一種不損害或不影響 其未來使用性能或用途的檢測手段，通過使用NDT,能發現材料或工件內部和表 面所存在的缺陷，能測量工件的幾何特征和尺寸，能測定材料或工件的內部組成、 結構、物理性能和狀態等。無損檢測技術現己被廣泛地應用于各個工業領域中， 比如制造業、航天航空、石油化工等領域中。現有常規的無損檢測方法主要包括 有射線探傷(RT)方法、超聲檢測(UT)方法、滲透探査(PT)方法、磁粉檢 測(MT)方法、渦流檢測(ET)方法等，非常規的無損檢測方法則包括有微波 檢測方法、電位檢測方法等。作為常規檢測方法之一的渦流檢測是把導體接近通有交流電的線圈，由線圈 建立交變磁場，該交變磁場通過導體，并與之發生電磁感應作用，在導體內建立 渦流；導體中的渦流也會產生自已的磁場，渦流磁場的作用改變了原磁場的強弱， 進而導致線圈電壓和阻抗的改變；當導體表面或近表面出現缺陷時，將影響到渦 流的強度和分布，渦流的變化又引起了檢測線圈電壓和阻抗的變化，根椐這一變 化，就可以間接地知道導體內缺陷的存在。在渦流檢測中，構件要檢測的信號是來自檢測線圈的阻抗或次級線圈感應電 壓的變化，由于影響阻抗和電壓的因素很多，各因素的影響程度不同，因此要從 這諸多的因素中提取出有意義的檢測信號，必須對信號進行相應的處理，以達到 消除干擾信號的目的。在現有技術的渦流檢測方法中主要采用了阻抗分析法對信 號進行處理，阻抗分析法是以分析渦流效應引起線圈阻抗的變化及其相位變化之間的密切關系為基礎，從而鑒別各影響因素效應的一種分析方法。從電磁波傳播 的角度來看，這種信號處理方法實質上是根據信號有不同相位延遲的原理來區別 構件中的不連續性，因為在電磁波的傳播過程中，相位延遲是與電磁信號進入導 體中的不同深度和折返來回所需的時間聯系在一起的。采用阻抗分析法就可以得 到阻抗平面圖，利用阻抗平面圖就可以對構件的缺陷進行分析，阻抗圖的主要要 素之一是相位。由于線圈阻抗變化是構件各種參數的影響的綜合反映，因此現有 的渦流檢測中，就需要采用相敏檢波、濾波等方式來消除干擾信號，取出所需要 的缺陷信號。渦流檢測也可以采用諸如頻譜分析等其他方式對提取的信號進行處 理，頻譜分析是將信號源發出的信號強度按頻率順序展開，使其成為頻率的函數， 并考察變化規律，來進行缺陷分析的。無論是采用阻抗分析法進行提取信號的處 理，還是采用頻譜分析法進行提取信號的處理，現有的渦流檢測方法都不能直觀 地顯示出構件缺陷(如裂紋)的狀況。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術之不足，提供一種基于時間閘門的脈沖渦流 無損檢測方法，能夠直觀地顯示出被測構件的缺陷狀態，具有檢測方便、易實現， 檢測效果準確的特點。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是 一種基于時間閘門的脈沖渦流 無損檢測方法，包括如下步驟a. 將陣列渦流傳感器貼近構件表面的一個陣列區域進行掃描檢測，在陣列 區域內的各陣列點位置，由任意波形發生器分別向各陣列點位置的渦流傳感器的 激勵繞組施加一個預置的具有一定頻率的脈沖激勵信號；b. 對應于構件的陣列區域內各陣列點位置的渦流傳感器的檢測繞組分別拾 取各自的激勵繞組受所述脈沖激勵信號激勵后在構件的該陣列點位置所產生的渦流感應信號；C.所述渦流感應信號經前置放大后由模/數接口送入計算機處理系統；d.在計算機處理系統中，所述的各陣列點位置的渦流傳感器的渦流感應信號分別被處理成以時間為橫軸的對應有幅值變化的關系曲線；e. 在計算機處理系統中，以相對于施加激勵信號的時間原點具有相同時間 間隔的時間點，從所述各關系曲線中分別提取對應于陣列區域內各陣列點位置的 渦流傳感器的渦流感應信號的幅值數據；f. 在計算機處理系統中，分別計算出陣列區域內各陣列點位置的渦流傳感 器在陣列中的相對幅值數據，并將各陣列點位置的渦流傳感器所對應的相對幅值 數據按照灰度處理方式處理成對應的灰度數據；g. 計算機處理系統根據陣列區域內各陣列點位置的渦流傳感器所對應的灰 度數據進行成像處理，并將成像處理信號輸出給顯示器；h. 顯示器顯示出陣列區域內各陣列點位置的渦流傳感器在構件中所對應掃 描區域的灰度圖像。所述的陣列渦流傳感器由多個渦流傳感器排成面陣構成，排成面陣的多個渦流傳感器分別覆蓋于所述構件的陣列區域的各陣列點位置；所述任意波形發生器 對面陣中各渦流傳感器施加的激勵為分時激勵或實時激勵。所述的陣列渦流傳感器由多個渦流傳感器排成線陣構成，排成線陣的多個渦 流傳感器沿一個方向移動而覆蓋于所述構件的陣列區域的各陣列點位置；所述任 意波形發生器對線陣中各渦流傳感器施加的激勵為分時激勵或實時激勵。所述的陣列渦流傳感器由單個渦流傳感器排成點陣構成，構成點陣的一個渦 流傳感器沿相垂直的X、Y兩個方向移動而覆蓋于所述構件的陣列區域的各陣列點 位置。所述的脈沖激勵信號為方波信號。所述的脈沖激勵信號為三角波信號。所述的脈沖激勵信號為鋸齒波信號。所述的預置的具有一定頻率的脈沖激勵信號為可變頻的脈沖激勵信號。 所述的實時激勵是在各渦流傳感器相互之間磁屏蔽的狀態下進行的。 本專利技術的，脈沖激勵信號的頻率是可以變化的，通常金屬表面感應的渦流的滲透深度隨頻率而異，激勵頻率高時 金屬表面渦流密度大，隨著激勵頻率的降低，渦流滲透深度增加，但表面渦流密 度下降，因此，可以通過改變激勵頻率，在一定程度上克服趨膚效應的影響，獲 取不同深度的渦流感應信號。本專利技術的，時間閘門是可調的， 即相對于施加激勵信號的時間原點具有相同時間間隔的時間點是可以選擇的。本專利技術的，對分布成線陣或面陣 陣列中的各渦流傳感器可以采用分時激勵，也可以采用實時激勵。采用分時激勵 時，各渦流傳感器的激勵繞組依次通入相同的脈沖激勵信號，并由各渦流傳感器 的檢測繞組分別拾取各自的激勵繞組受所述脈沖激勵信號激勵后在構件中所產生 的渦流感應信號，各渦流傳感器之間不會產生干擾。采用實時激勵時，對于可能 產生的干擾，可以采用磁屏蔽的方法予以解決，比如，將磁屏蔽材料制作而成的 罩殼分別裝在渦流傳感器的周邊，以將陣列中的各渦流傳感器相互隔離開來，罩 殼的開口朝向被測構件，這樣，各個各渦流傳感器的激勵繞組所產生的磁場就不會相互干擾。本專利技術的，將多個渦流傳感器排 成陣列，工作時，采用電子學的方法按照設定的邏輯程序，對陣列單元分時切換, 或者是在各渦流傳感器相互之間磁屏蔽的狀態下進行實時激勵，并將各單元獲取 的渦流感應信號輸出給計算機處理系統，從而完成一個陣列的巡回檢測，陣列分 布的渦流傳感器的一次檢測過程相當于傳統的單個渦流傳感器對構件受檢面的反 復往返步進掃描的檢測過程，陣列分布的渦流傳感器對于大面積的渦流檢測具有 極大的優勢。本專利技術的有益效果是，由于采用了將陣列渦流傳感器貼近構件表面的一個陣 列區域進行掃描檢測，且由任意波形發生器分別向各陣列點位置的渦流傳感器的 激勵繞組施加一個預置的具有一定頻率的脈沖激勵信號，該脈沖激勵信號在構件 中所產生的渦流感應信號由各陣列點位置的渦流傳感器的檢測繞組分別拾取，利用時間閘門方式提取各陣列點位置渦流傳本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于時間閘門的脈沖渦流無損檢測方法，其特征在于：包括如下步驟：　ａ．將陣列渦流傳感器貼近構件表面的一個陣列區域進行掃描檢測，在陣列區域內的各陣列點位置，由任意波形發生器分別向各陣列點位置的渦流傳感器的激勵繞組施加一個預置的具有一定 頻率的脈沖激勵信號；　ｂ．對應于構件的陣列區域內各陣列點位置的渦流傳感器的檢測繞組分別拾取各自的激勵繞組受所述脈沖激勵信號激勵后在構件的該陣列點位置所產生的渦流感應信號；　ｃ．所述渦流感應信號經前置放大后由模／數接口送入計算機處 理系統；　ｄ．在計算機處理系統中，所述的各陣列點位置的渦流傳感器的渦流感應信號分別被處理成以時間為橫軸的對應有幅值變化的關系曲線；　ｅ．在計算機處理系統中，以相對于施加激勵信號的時間原點具有相同時間間隔的時間點，從所述各關系曲線 中分別提取對應于陣列區域內各陣列點位置的渦流傳感器的渦流感應信號的幅值數據；　ｆ．在計算機處理系統中，分別計算出陣列區域內各陣列點位置的渦流傳感器在陣列中的相對幅值數據，并將各陣列點位置的渦流傳感器所對應的相對幅值數據按照灰度處理方式 處理成對應的灰度數據；　ｇ．計算機處理系統根據陣列區域內各陣列點位置的渦流傳感器所對應的灰度數據進行成像處理，并將成像處理信號輸出給顯示器；　ｈ．顯示器顯示出陣列區域內各陣列點位置的渦流傳感器在構件中所對應掃描區域的灰度圖像。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：林俊明，
申請(專利權)人：林俊明，
類型：發明
國別省市：92[中國|廈門]