專利名稱：基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鑄件的缺陷檢測(cè)和質(zhì)量評(píng)價(jià)領(lǐng)域，具體涉及一種基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
隨著汽車業(yè)和航天航空業(yè)的高速發(fā)展，鑄件的缺陷檢測(cè)和質(zhì)量評(píng)價(jià)已成為工業(yè)生產(chǎn)中極其重要的環(huán)節(jié)，其檢測(cè)方法有超聲檢測(cè)、X射線檢測(cè)、射線層析攝影及渦流無(wú)損檢測(cè)等。脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新的電磁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，是在渦流檢測(cè)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，渦流檢測(cè)以無(wú)接觸、無(wú)耦合劑、在線檢測(cè)及檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn)占優(yōu)勢(shì)。脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)是采用一定占空比可變的矩形脈沖作為激勵(lì)信號(hào)，由于脈沖包含很寬的頻譜，信息量豐富，檢測(cè)信號(hào)中包含著缺陷的很多重要信息。而且，脈沖渦流檢測(cè)不需要改變測(cè)試參數(shù)的設(shè)置，一次性掃描大面積的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的檢測(cè)，探頭上可施加較大的能量實(shí)現(xiàn)深層缺陷的檢測(cè)，且比傳統(tǒng)渦流檢測(cè)技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低。國(guó)外缺陷檢測(cè)技術(shù)比較成熟，已有采用脈沖渦流法去檢測(cè)設(shè)備的缺陷，而國(guó)內(nèi)大部分在理論研究上取得了一定的成果，脈沖渦流缺陷檢測(cè)設(shè)備很缺少，特別是多層缺陷的檢測(cè)與識(shí)別。另外，目前國(guó)外缺陷檢測(cè)及識(shí)別主要通過(guò)感應(yīng)信號(hào)的峰值、過(guò)零點(diǎn)時(shí)間及特征頻率等多個(gè)測(cè)量參數(shù)，這樣會(huì)使得硬件電路較復(fù)雜，成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種檢測(cè)靈敏度高、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、抗干擾能力強(qiáng)的基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測(cè)裝置。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測(cè)裝置，包括主控單元、信號(hào)發(fā)生單元、功率放大單元、渦流傳感器、信號(hào)調(diào)理單元和顯示單元，所述渦流傳感器包括激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈，所述信號(hào)調(diào)理單元由依次相連的放大電路、濾波電路、整形電路、A/D轉(zhuǎn)換電路組成，所述主控單元控制信號(hào)發(fā)生單元產(chǎn)生矩形脈沖信號(hào)并作為激勵(lì)信號(hào)輸入功率放大單元，所述功率放大單元將所述激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行放大處理后輸入渦流傳感器的激勵(lì)線圈，所述渦流傳感器的檢測(cè)線圈在所述激勵(lì)信號(hào)的作用下采集被檢測(cè)鑄件信息并將檢測(cè)信號(hào)輸出給信號(hào)調(diào)理單元，所述信號(hào)調(diào)理單元將所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、整形、A/D轉(zhuǎn)換后送入主控單元，所述主控單元根據(jù)輸入的被檢測(cè)鑄件信息進(jìn)行缺陷識(shí)別并通過(guò)顯示單元顯示檢測(cè)結(jié)果。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):所述渦流傳感器的激勵(lì)線圈為矩形線圈。所述激勵(lì)線圈由繞制400匝、直徑為0.22mm的漆包線組成，且所述激勵(lì)線圈的長(zhǎng)寬高分別為5Ctam、45臟、45臟。所述渦流傳感器的檢測(cè)線圈為圓柱形線圈。
所述檢測(cè)線圈由繞制800匝、直徑為0.1Omm的漆包線組成，且所述檢測(cè)線圈的內(nèi)徑為2mm、外徑為4mm、長(zhǎng)6mm。所述檢測(cè)線圈中插設(shè)有鐵基納米晶合金磁芯。本實(shí)用新型具有下述優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型包括主控單元、信號(hào)發(fā)生單元、功率放大單元、渦流傳感器、信號(hào)調(diào)理單元和顯示單元，通過(guò)單片機(jī)對(duì)渦流傳感器的檢測(cè)線圈測(cè)量的感應(yīng)電壓信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合處理，不僅簡(jiǎn)化硬件電路，降低成本，還減少各種干擾信號(hào)的影響，具有檢測(cè)靈敏度高、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的框架結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中主控單元的單片機(jī)(AT89C52)與顯示單元的驅(qū)動(dòng)芯片(⑶4511)的電路連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖例說(shuō)明:1、主控單元；2、信號(hào)發(fā)生單元；3、功率放大單元；4、渦流傳感器；5、信號(hào)調(diào)理單元；6、顯示單元。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
·[0019]如圖1所示，本實(shí)施例基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測(cè)裝置包括主控單元1、信號(hào)發(fā)生單元2、功率放大單元3、渦流傳感器4、信號(hào)調(diào)理單元5和顯示單元6，渦流傳感器4包括激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈，信號(hào)調(diào)理單元5由依次相連的放大電路、濾波電路、整形電路、A/D轉(zhuǎn)換電路組成，主控單元I控制信號(hào)發(fā)生單元2產(chǎn)生一個(gè)占空比可變的矩形脈沖信號(hào)并作為激勵(lì)信號(hào)輸入功率放大單元3，功率放大單元3將激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行放大處理后輸入渦流傳感器4的激勵(lì)線圈，渦流傳感器4的檢測(cè)線圈在激勵(lì)信號(hào)的作用下采集被檢測(cè)鑄件信息并將檢測(cè)信號(hào)輸出給信號(hào)調(diào)理單元5，信號(hào)調(diào)理單元5將檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、整形、A/D轉(zhuǎn)換后送入主控單元1，主控單元I根據(jù)輸入的被檢測(cè)鑄件信息進(jìn)行缺陷識(shí)別并通過(guò)顯示單元6顯示檢測(cè)結(jié)果。本實(shí)施例中，主控單元I由單片機(jī)及外圍電路共同組成，主控單元I以單片機(jī)為核心控制器，單片機(jī)采用Atmel公司的AT89C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施例中，信號(hào)發(fā)生單元2為矩形脈沖信號(hào)發(fā)生電路，矩形脈沖信號(hào)發(fā)生電路輸出矩形脈沖信號(hào)的占空比受主控單元I的AT89C52單片機(jī)控制。本實(shí)施例中，功率放大單元3為功率放大電路。本實(shí)施例中，渦流傳感器4的激勵(lì)線圈為矩形線圈，橫截面為矩形。激勵(lì)線圈由繞制400阻、直徑為0.22mm的漆包線組成,且激勵(lì)線圈的長(zhǎng)寬高分別為50mm、45mm、45mm。激勵(lì)線圈由其感應(yīng)渦流在線圈底部的導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)朝同一個(gè)方向流動(dòng)，然后分別在線圈的兩側(cè)形成閉合，在矩形激勵(lì)線圈的底部中央有2個(gè)正交檢測(cè)傳感器，正交檢測(cè)傳感器與單片機(jī)相連，用來(lái)對(duì)缺陷引起的擾動(dòng)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)；渦流傳感器4的檢測(cè)線圈為圓柱形線圈。檢測(cè)線圈由繞制800阻、直徑為0.1Omm的漆包線組成,且檢測(cè)線圈的內(nèi)徑為2mm、外徑為4mm、長(zhǎng)6_。本實(shí)施例中，檢測(cè)線圈中插設(shè)有鐵基納米晶合金磁芯，鐵基納米晶合金磁芯采用鐵基納米晶合金材料制成，其可以限定磁場(chǎng)范圍，增大繞組間的電磁耦合，具有增強(qiáng)線圈電感、減少線圈的分布電容、提高檢測(cè)靈敏度的作用。本實(shí)施例中，信號(hào)調(diào)理單元5包括依次相連的放大電路、濾波電路、整形電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，信號(hào)調(diào)理單元5用于將渦流傳感器4的檢測(cè)線圈檢測(cè)到的信息進(jìn)行放大、濾波和整形后，在經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，然后得到易于單片機(jī)識(shí)別的信息并送入單片機(jī)內(nèi)部。本實(shí)施例中，顯示單元6由共陰極LED七段顯示器及其驅(qū)動(dòng)芯片組成，如圖2所示，本實(shí)施例采用具有譯碼、驅(qū)動(dòng)功能的芯片⑶4511驅(qū)動(dòng)共陰極LED七段顯示器，用于顯示被測(cè)物體的缺陷信息。CD4511的數(shù)據(jù)輸入端A-D接在單片機(jī)的PO 口輸出端，其中A為最低位，D為最高位，P0.1 P0.4分別接到⑶4511的A D，經(jīng)過(guò)a g輸出驅(qū)動(dòng)共陰極的LED七段顯示器。本實(shí)施例在工作過(guò)程中，被檢測(cè)鑄件放在渦流傳感器4的激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈之間，主控單元I的AT89C52單片機(jī)控制信號(hào)發(fā)生單元2產(chǎn)生一個(gè)占空比可變的矩形脈沖信號(hào)并作為激勵(lì)信號(hào)輸入功率放大單元3，功率放大單元3將激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行放大處理后輸入渦流傳感器4的激勵(lì)線圈，渦流傳感器4的檢測(cè)線圈在激勵(lì)信號(hào)的作用下采集被檢測(cè)鑄件信息并將檢測(cè)信號(hào)輸出給信號(hào)調(diào)理單元5，信號(hào)調(diào)理單元5將檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、整形、A/D轉(zhuǎn)換得到易于單片機(jī)識(shí)別的信息并送入主控單元I的單片機(jī)內(nèi)部，單片機(jī)一邊控制信號(hào)發(fā)生裝置產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，一邊接受檢測(cè)到的物體信息，當(dāng)帶有不同缺陷的被測(cè)樣品通過(guò)傳感器時(shí)，傳感器的感應(yīng)電壓信號(hào)不同，單片機(jī)根據(jù)采集的參數(shù)與其內(nèi)部預(yù)置的參數(shù)信息進(jìn)行歸一化數(shù)據(jù)處理，然后對(duì)樣品進(jìn)行缺陷識(shí)別，并通過(guò)顯示單元6中共陰極的LED七段顯示器顯示出缺陷的信息。
以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于上述實(shí)施方式，凡是屬于本實(shí)用新型原理的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的原理的前提下進(jìn)行的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于:包括主控單元(I)、信號(hào)發(fā)生單元(2)、功率放大單元(3)、渦流傳感器(4)、信號(hào)調(diào)理單元(5)和顯示單元￠)，所述渦流傳感器(4)包括激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈，所述信號(hào)調(diào)理單元(5)由依次相連的放大電路、濾波電路、整形電路、A/D轉(zhuǎn)換電路組成，所述主控單元⑴控制信號(hào)發(fā)生單元(2)產(chǎn)生矩形脈沖信號(hào)并作為激勵(lì)信號(hào)輸入功率放大單元(3)，所述功率放大單元(3)將所述激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行放大處理后輸入渦流傳感器(4)的激勵(lì)線圈，所述渦流傳感器(4)的檢測(cè)線圈在所述激勵(lì)信號(hào)的作用下采集被檢測(cè)鑄件信息并將檢測(cè)信號(hào)輸出給信號(hào)調(diào)理單元(5)， 所述信號(hào)調(diào)理單元(5)將所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、整形、A/D轉(zhuǎn)換后送入主控單元(I)，所述主控單元(I)根據(jù)輸入的被檢測(cè)鑄件信息進(jìn)行缺陷識(shí)別并通過(guò)顯示單元(6)顯示檢測(cè)結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于:所述渦流傳感器(4)的激勵(lì)線圈為矩形線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于:所述激勵(lì)線圈由繞制400匝、直徑為0.22mm的漆包線組成，且所述激勵(lì)線圈的長(zhǎng)寬高分別為50mm、45mm、45mm0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于:所述渦流傳感器(4)的檢測(cè)線圈為圓柱形線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于:所述檢測(cè)線圈由繞制800匝、直徑為0.1Omm的漆包線組成，且所述檢測(cè)線圈的內(nèi)徑為2mm、外徑為4mm、長(zhǎng) 6mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任 意一項(xiàng)所述的基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于:所述檢測(cè)線圈中插設(shè)有鐵基納米晶合金磁芯。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測(cè)裝置，包括主控單元、信號(hào)發(fā)生單元、功率放大單元、渦流傳感器、信號(hào)調(diào)理單元和顯示單元，渦流傳感器包括激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈，主控單元控制信號(hào)發(fā)生單元產(chǎn)生矩形脈沖信號(hào)并作為激勵(lì)信號(hào)輸入功率放大單元，功率放大單元將激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行放大處理后輸入渦流傳感器的激勵(lì)線圈，渦流傳感器的檢測(cè)線圈在激勵(lì)信號(hào)的作用下采集被檢測(cè)鑄件信息并將檢測(cè)信號(hào)輸出給信號(hào)調(diào)理單元，信號(hào)調(diào)理單元將檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、整形、A/D轉(zhuǎn)換后送入主控單元，主控單元根據(jù)輸入的被檢測(cè)鑄件信息進(jìn)行缺陷識(shí)別并通過(guò)顯示單元顯示檢測(cè)結(jié)果。本實(shí)用新型具有檢測(cè)靈敏度高、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N27/90GK203133027SQ20132014467
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者陳躍東, 曹龍, 宋少雷, 陳孟元 申請(qǐng)人:安徽工程大學(xué)