專利名稱：一種金屬板材的電磁聲發(fā)射無損探傷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種聲發(fā)射檢測方法，具體地說就是一種利用蛇形線圈在金屬板中激勵聲發(fā)射信號進行無損探傷的方法。
背景技術(shù)：
隨 著制造技術(shù)的發(fā)展，要求材料在高溫、高壓、高速度和高負荷下有很好的性能和可靠性，這使得傳統(tǒng)的探傷很難滿足無損探傷檢測的檢測速度和檢測靈敏度需求，聲發(fā)射技術(shù)以其高靈敏性和動態(tài)監(jiān)測特性成為重要設(shè)備和大型設(shè)備的有效檢測技術(shù)。如何將電磁檢測技術(shù)和聲發(fā)射技術(shù)相結(jié)合，以在保持聲發(fā)射技術(shù)優(yōu)點的前提下降低信號處理的難度和復(fù)雜度，以適于實際的工業(yè)應(yīng)用，成為一個重要的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，使用蛇形線圈在缺陷(鐵磁材料的金屬薄板裂紋型表面缺陷)處激發(fā)聲發(fā)射信號，從而實現(xiàn)對活動缺陷、局部閉合缺陷和微細裂紋的檢測。蛇形線圈的激勵電流自O(shè)至最大幅值，以等差數(shù)列的形式分布，通過分析聲發(fā)射信號與不用激勵電流的關(guān)系對缺陷進行判定。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是信號產(chǎn)生器(2)，功率放大裝置(3)，阻抗匹配器，蛇形線圈(4)，蛇形線圈式信號接收探頭。信號產(chǎn)生器(2)由一個單片機組成的控制回路和一個DDS芯片組成的信號回路組成，為后面的功率放大裝置(3)提供頻率準確的驅(qū)動端高頻脈沖輸入信號。功率放大裝置(3)為一個D類全橋逆變功率放大器，為后面的變壓器提供低畸變的交變電壓，經(jīng)變壓器放大的交變電壓通過阻抗匹配器為蛇形線圈提供能量。蛇形線圈(4)，為使用印刷電路板技術(shù)在電路板上制作蛇形線圈，使用永磁體提高聲發(fā)射效應(yīng)，在接觸面上覆蓋一層耐磨的復(fù)合材料。蛇形線圈式信號接收探頭采用和蛇形線圈(4)相同的結(jié)構(gòu)。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖；圖2是信號產(chǎn)生器原理圖；圖3是優(yōu)化設(shè)計后的功率放大裝置；圖4是蛇形線圈的原理圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實例和附圖對蛇形線圈的聲發(fā)射檢測方法作出詳細說明。如圖I所示，將220v的交流電經(jīng)過整流實現(xiàn)190v的直流輸出給功率放大裝置
(3)，通過信號產(chǎn)生器(2)控制功率放大裝置(3)將其逆變?yōu)榉讲妷?，?jīng)變壓器升壓后，成為阻抗匹配器的輸入電壓。蛇形線圈經(jīng)阻抗匹配器進行阻抗匹配后為變壓器的負載。加載到蛇形線圈(4)的方波脈沖在金屬板上激發(fā)渦流產(chǎn)生聲發(fā)射信號，蛇形線圈式信號接收探頭采集信號并輸出到前置放大器，實現(xiàn)渦流激勵聲發(fā)射信號。如圖2所示，來自鍵盤或者電腦的信號經(jīng)單片機接收后轉(zhuǎn)為DDS芯片的控制信號實現(xiàn)穩(wěn)定的高頻控制信號輸出來驅(qū)動功率放大裝置(3)。如圖3所示，一個D類全橋逆變功率放大裝置通過Q1、Q2、Q3和Q4的交替開通和關(guān)斷將190V直流逆變?yōu)榻蛔冸妷?，為后面的變壓器提供低畸變的交變電壓，?jīng)變壓器放大的交變電壓通過阻抗匹配器為蛇形線圈式信號接收探頭提供能量。如圖4所示，蛇形線圈式信號接收探頭為使用印刷電路板技術(shù)在電路板上制作蛇形線圈，使用永磁體提高聲發(fā)射效應(yīng)，在接觸面上覆蓋一層耐磨的復(fù)合材料。本發(fā)明的實質(zhì)性特點是加載到線圈的電壓波形為方波脈沖。 本發(fā)明的實質(zhì)優(yōu)點是脈沖激勵下，缺陷處的聲發(fā)射信號會包含更多的缺陷信息，可以提1 對缺陷綜合狀態(tài)的檢測能力。
權(quán)利要求
1.一種金屬板材的電磁聲發(fā)射無損探傷裝置，其特征在于設(shè)置有信號產(chǎn)生器(2)，功率放大裝置(3)，阻抗匹配器，蛇形線圈(4)，蛇形線圈式信號接收探頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求I一種金屬材料的聲發(fā)射檢測裝置，其特征還在于，將220v的交流電經(jīng)過整流實現(xiàn)190v的直流輸出給功率放大裝置(3)，通過信號產(chǎn)生器(2)控制功率放大裝置(3)將其逆變?yōu)榻?流電壓，經(jīng)變壓器升壓后，成為阻抗匹配器的輸入電壓；蛇形線圈進行阻抗匹配后為變壓器的負載；加載到蛇形線圈(4)的方波脈沖在金屬板上激發(fā)渦流產(chǎn)生聲發(fā)射信號，使用蛇形線圈采集信號并輸出到前置放大器，實現(xiàn)渦流激勵聲發(fā)射信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種金屬材料的聲發(fā)射檢測裝置，其特征還在于，蛇形線圈的聲發(fā)射檢測方法的激勵電流自起點至最大幅值，以等差數(shù)列的形式分布，通過分析聲發(fā)射信號與不用激勵電流的關(guān)系對缺陷進行判定。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種金屬材料的聲發(fā)射檢測裝置，其特征還在于，一個D類全橋逆變功率放大裝置通過Q1、Q2、Q3和Q4的交替開通和關(guān)斷將190V直流逆變?yōu)榻蛔冸妷?，為后面的變壓器提供低畸變的交變電壓，?jīng)變壓器放大的交變電壓通過阻抗匹配器為蛇形線圈的聲發(fā)射檢測方法提供能量。
全文摘要
本發(fā)明是一種金屬板材的電磁聲發(fā)射無損探傷裝置，包括有信號產(chǎn)生器，功率放大裝置，阻抗匹配器，蛇形線圈，蛇形線圈式信號接收探頭。本發(fā)明使用蛇形線圈，可以在缺陷(鐵磁材料的金屬薄板裂紋型表面缺陷)處激發(fā)聲發(fā)射信號，從而實現(xiàn)缺陷的無損探測和評估。將蛇形線圈布置在需復(fù)檢和重點檢測區(qū)域的上方，通以高頻高幅值的脈沖方波激勵電壓，通過能量聚焦的激勵電壓在待檢測區(qū)域上激發(fā)高能渦流，利用鐵磁材料的磁致伸縮力和洛倫茲力激發(fā)缺陷自身發(fā)出聲發(fā)射信號實現(xiàn)缺陷的無損探測和評估，此裝置可以有效地提高聲發(fā)射技術(shù)對活動缺陷、局部閉合缺陷和微細裂紋的檢測能力，具有良好的工業(yè)應(yīng)用價值。
文檔編號G01N27/90GK102928503SQ20121041383
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者金亮, 李勁松 申請人:天津工業(yè)大學(xué)