一種自感知工作點的電磁超聲檢測方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無損檢測技術領域，具體涉及一種自感知工作點的電磁超聲檢測方法及裝置。
【背景技術】
[0002]電磁超聲傳感器能夠實現(xiàn)電磁能與聲能的非接觸轉換，在無損檢測中有廣闊的應用背景。由于被檢構件也是電磁超聲傳感器的一部分，其電磁特性會影響到傳感器的靜態(tài)工作點，進而影響到電磁超聲的換能效率，如何合理確定電磁超聲傳感器工作點對提高檢測靈敏度有重要作用。電磁超聲傳感器的工作原理分為洛倫茲力和磁致伸縮效應，檢測過程中都需要尋找最佳工作區(qū)域，確保換能效率以提高檢測靈敏度。如申請?zhí)枮?00810196822.6的發(fā)明專利公開了一種確定磁致伸縮導波檢測工作點的方法(公開日為2009年6月10日)，主要通過將檢測信號的首個非電磁脈沖信號作為參考信號，分別改變激勵單元和接收單元偏置磁場的磁化強度，進而求取信號峰峰值的最大值對應的偏置磁場的磁化強度，確定構件磁致伸縮導波檢測的工作點。該專利通過理論計算，建立構件中磁化強度與磁鐵磁化面積的關系，以此尋找磁致伸縮導波檢測的工作點，且僅涉及到磁化器提供軸向偏置磁場的傳感器結構。但在實際檢測中，由于電磁超聲傳感器工作原理或結構不同，不同類型傳感器的工作點并未可知，因此不能確定不同類型傳感器的最佳工作區(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明的目的在于提供一種自感知工作點的電磁超聲檢測方法及裝置，通過建立表征磁場強度的電壓與提離的對應關系實現(xiàn)電磁超聲傳感器工作點的優(yōu)化，提高電磁超聲檢測靈敏度。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是，提供一種自感知工作點的電磁超聲檢測方法，所述方法包括如下步驟:
[0005]S1、將線圈放置于被檢構件上方，向線圈輸入正弦脈沖電流產(chǎn)生交變磁場，將永久磁鐵放置于線圈上方形成靜態(tài)磁場，在靜態(tài)磁場和交變磁場環(huán)境共同作用下，構件被激勵超聲導波信號；
[0006]S2、由小到大逐步調(diào)節(jié)永久磁鐵與被檢構件之間的提離，在不同提離下采集超聲導波信號并轉換為相應的檢測信號，并確定所述檢測信號的首個非電磁脈沖信號峰峰值；同時采集不同提離下表征磁場強度的電壓；
[0007]S3、確定首個非電磁脈沖信號峰峰值的最大值，將該最大值對應的提離作為基準工作提離，尋找與該基準工作提離鄰近的提離作為工作提離，工作提離對應的首個非電磁脈沖信號峰峰值與所述最大值在預定的差值范圍內(nèi)；
[0008]S4、在基準工作提離與工作提離中確定最小提離和最大提離所對應的電壓，并分別作為最佳工作電壓區(qū)間的下限值和上限值，由此生成最佳工作電壓區(qū)間，根據(jù)所述最佳工作電壓區(qū)間調(diào)節(jié)電磁超聲檢測工作點。
[0009]作為進一步優(yōu)選地，所述步驟S2中，在不同提離下通過霍爾元件采集表征磁場強度的電壓，霍爾元件位于距永久磁鐵表面距離為處。
[0010]相應地，本發(fā)明還提供一種自感知工作點的電磁超聲檢測裝置，所述裝置包括自感知電磁超聲傳感器、電磁超聲檢測儀和磁場測量單元；
[0011]自感知電磁超聲傳感器包括激勵線圈、永久磁鐵、接收線圈、電壓采集模塊和提離調(diào)節(jié)機構；所述激勵線圈，放置在被檢構件上方，用于在輸入的正弦脈沖電流作用下產(chǎn)生交變磁場；永久磁鐵，沿極化方向放置于激勵線圈上方，用于產(chǎn)生靜態(tài)磁場，與所述交變磁場共同作用激勵構件產(chǎn)生超聲導波信號；接收線圈，放置在被檢構件上方，用于在所述超聲導波信號的作用下感應電壓變化生成電信號；電壓采集模塊，用于在不同提離下采集表征磁場強度的電壓；提離調(diào)節(jié)機構，用于調(diào)節(jié)永久磁鐵與被檢構件之間的提離；
[0012]電磁超聲檢測儀，用于向所述激勵線圈輸入正弦脈沖電流；同時對接收線圈生成的電信號濾波、放大，并進行A/D轉換生成檢測信號；
[0013]磁場測量單元，用于確定檢測信號的首個非電磁脈沖信號峰峰值的最大值，將該最大值對應的提離作為基準工作提離，尋找與該基準工作提離鄰近的提離作為工作提離，工作提離對應的首個非電磁脈沖信號峰峰值與所述最大值在預定的差值范圍內(nèi)；在基準工作提離與工作提離中確定最小提離和最大提離所對應的電壓，并分別作為最佳工作電壓區(qū)間的下限值和上限值，由此生成最佳工作電壓區(qū)間，根據(jù)所述最佳工作電壓區(qū)間調(diào)節(jié)自感知電磁超聲傳感器檢測工作點。
[0014]作為進一步優(yōu)選地，所述電壓采集模塊為霍爾元件，霍爾元件位于距永久磁鐵表面距離為lmm-5mm。
[0015]作為進一步優(yōu)選地，所述提離調(diào)節(jié)機構包括:
[0016]中空外殼；
[0017]與所述中空外殼中心同軸安裝的中空內(nèi)殼，所述永久磁鐵同軸布置在中空內(nèi)殼中，通過固定在中空內(nèi)殼上的磁鐵定位板實現(xiàn)軸向固定；
[0018]布置在外殼與內(nèi)殼之間的軸向滑槽，用于實現(xiàn)內(nèi)殼的自由軸向滑動；
[0019]調(diào)節(jié)螺栓，其貫穿外殼的面板和端部蓋板并連接外殼和內(nèi)殼，其螺栓頭嵌入螺栓固定板中，通過螺母調(diào)節(jié)外殼和內(nèi)殼的相對位置，實現(xiàn)調(diào)節(jié)被檢構件與永久磁鐵之間的提離。
[0020]作為進一步優(yōu)選地，電磁超聲檢測儀包括計算機、信號發(fā)生器、功率放大器、信號預處理器、A/D轉換器；其中
[0021]計算機，用于控制信號發(fā)生器產(chǎn)生正弦脈沖電流信號；
[0022]信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生正弦脈沖電流信號并發(fā)送至功率放大器；
[0023]功率放大器，用于將放大后的正弦脈沖電流信號輸入激勵線圈；
[0024]信號預處理器，用于對接收線圈產(chǎn)生的電信號進行濾波放大，并發(fā)送至A/D轉換器;
[0025]A/D轉換器，用于接收所述濾波放大后的電信號并轉換為數(shù)字信號，發(fā)送至計算機獲得最終的檢測信號。
[0026]因此，本發(fā)明可以獲得以下的有益效果:本發(fā)明方法將檢測線圈放置在被檢構件上方，在永久磁鐵附近布置霍爾元件，以檢測信號中首個非電磁脈沖信號的峰峰值為特征量，通過調(diào)節(jié)永久磁鐵與被檢構件之間的提離，建立電磁超聲工作點與霍爾元件電壓的對應關系，進而實現(xiàn)由霍爾元件的電壓表征電磁超聲的理想工作點，可提高檢測靈敏度。本發(fā)明還公開了一種實現(xiàn)方法的裝置，裝置根據(jù)表征磁場強度的電壓的改變可以精確地反映出測量點的磁場變化情況。本發(fā)明通過霍爾元件測量傳感器中永久磁鐵的空間磁場分布情況以獲知被檢構件內(nèi)部磁場強度，并由檢測信號首個非電磁脈沖信號的峰峰值建立霍爾元件測量電壓與提離的對應關系，進而由霍爾元件的電壓實現(xiàn)電磁超聲傳感器工作點的優(yōu)化，可提高電磁超聲檢測靈敏度。檢測過程中，將霍爾元件電壓調(diào)節(jié)至合適范圍以實現(xiàn)電磁超聲檢測。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明自感知工作點的電磁超聲檢測方法流程示意圖；
[0028]圖2為具體實施例提供的自感知電磁超聲傳感器結構圖；
[0029]圖3為具體實施例提供的自感知工作點的電磁超聲檢測裝置結構圖；
[0030]圖4為不同提離下電磁超聲檢測信號的首個非電磁脈沖信號波形圖；
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