磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測方法和裝置。該裝置包括：信號發(fā)生器，耦合至傳感器，用于產(chǎn)生激勵(lì)信號；傳感器，用于在激勵(lì)信號的觸發(fā)下開始工作，并且對被檢測材料進(jìn)行檢測并輸出以下信號：磁巴克豪森信號、磁特性參數(shù)、磁聲發(fā)射信號，還包括以下電路：磁巴克豪森信號調(diào)理電路、磁特性參數(shù)調(diào)理電路、磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路；處理器，用于根據(jù)裝置包括的電路獲取的信號計(jì)算被檢測材料的以下至少之一：疲勞、應(yīng)力、缺陷。通過本發(fā)明，解決了相關(guān)技術(shù)中采用單一方法對復(fù)雜工況下被檢測材料的檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。
【專利說明】
磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及檢測領(lǐng)域，具體而言，涉及一種磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，長輸油氣管道覆蓋范圍非常大，以中國為例，中國長輸油氣管道總長度已達(dá)10萬千米，包括西氣東輸、中-俄原油管道等，形成了“西油東送、北油南下”的成品油骨干網(wǎng)格局，而輸油管道主要采用碳鋼類鐵磁性材料乳制而成，對于這些油氣管道長期處于野外惡劣的天氣情況，長期受油氣壓力和腐蝕作用，易發(fā)生裂紋和腐蝕，如中-俄原油管道漠河至大慶段經(jīng)凍土區(qū)和原始森林。對于這些管道，對其進(jìn)行應(yīng)力、疲勞、缺陷檢測及監(jiān)測將變得十分重要。
[0003]目前，已有一些研究成果和發(fā)明可完成部分檢測。但是，現(xiàn)有技術(shù)的檢測方法只能單一的完成應(yīng)力、矯頑力、磁聲發(fā)射的測定，對于同時(shí)受應(yīng)力、腐蝕、缺陷的影響的復(fù)雜工況的管道，采用單一方法難以對其損傷程度進(jìn)行有效的評估。
[0004]針對相關(guān)技術(shù)中采用單一方法對復(fù)雜工況下被檢測材料的檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于提供一種磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測方法和裝置，以解決采用單一方法對復(fù)雜工況下被檢測材料的檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測裝置，該裝置包括:信號發(fā)生器，耦合至傳感器，用于產(chǎn)生激勵(lì)信號;傳感器，用于在激勵(lì)信號的觸發(fā)下開始工作，并且對被檢測材料進(jìn)行檢測并輸出以下信號:磁巴克豪森信號、磁特性參數(shù)、磁聲發(fā)射信號;裝置還包括以下電路:磁巴克豪森信號調(diào)理電路、磁特性參數(shù)調(diào)理電路、磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路;其中，磁巴克豪森信號調(diào)理電路用于從傳感器獲取磁巴克豪森信號，磁特性參數(shù)調(diào)理電路用于從傳感器獲取磁特性參數(shù)，磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路用于從傳感器獲取磁聲發(fā)射信號;裝置還包括:處理器，用于根據(jù)裝置包括的電路獲取的信號計(jì)算被檢測材料的以下至少之一:疲勞、應(yīng)力、缺陷。
[0007]進(jìn)一步地，該裝置還包括:激勵(lì)信號采集電路，用于從信號發(fā)生器向傳感器輸入激勵(lì)信號的輸入接口采集電壓和/或電流。
[0008]進(jìn)一步地，該裝置還包括:功率放大電路，連接在信號發(fā)生器和傳感器之間，用于將信號發(fā)生器產(chǎn)生的激勵(lì)信號進(jìn)行放大，并輸出到傳感器中。
[0009]進(jìn)一步地，該裝置還包括:與電路數(shù)量對應(yīng)的轉(zhuǎn)換器，分別連接在裝置包括的電路和處理器之間，用于進(jìn)行數(shù)字和模擬信號的轉(zhuǎn)換。
[0010]進(jìn)一步地，該裝置還包括:主控制電路，耦合至信號發(fā)生器以及裝置包括的電路，用于控制信號發(fā)生器產(chǎn)生激勵(lì)信號，以及用于控制裝置包括的電路中的至少之一從傳感器獲取信號。
[0011]進(jìn)一步地，主控制電路，用于控制信號發(fā)生器產(chǎn)生的激勵(lì)信號的頻率和幅值。
[0012]進(jìn)一步地，磁巴克豪森信號調(diào)理電路、磁特性參數(shù)調(diào)理電路以及磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路均包括:濾波器和信號放大器。
[0013]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測方法，該方法包括:產(chǎn)生激勵(lì)信號，其中，激勵(lì)信號用于輸入到傳感器中，使傳感器工作;通過傳感器對被檢測材料進(jìn)行檢測并輸出以下信號:磁巴克豪森信號、磁特性參數(shù)、磁聲發(fā)射信號;獲取輸出的信號;根據(jù)信號計(jì)算被檢測材料的以下至少之一:疲勞、應(yīng)力、缺陷。
[0014]進(jìn)一步地，在所述傳感器輸入激勵(lì)信號的輸入接口采集電壓和/或電流;根據(jù)所述采集電壓和/或電流計(jì)算所述磁特性參數(shù)。
[0015]進(jìn)一步地，該方法還包括:將所述激勵(lì)信號進(jìn)行放大，并輸出到所述傳感器中。
[0016]進(jìn)一步地，獲取輸出的所述信號包括:獲取輸出的所述信號并對獲取到的所述信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。
[0017]本發(fā)明通過信號發(fā)生器，耦合至傳感器，用于產(chǎn)生激勵(lì)信號；傳感器，用于在激勵(lì)信號的觸發(fā)下開始工作，并且對被檢測材料進(jìn)行檢測并輸出以下信號:磁巴克豪森信號、磁特性參數(shù)、磁聲發(fā)射信號;還包括以下電路:磁巴克豪森信號調(diào)理電路、磁特性參數(shù)調(diào)理電路、磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路;其中，磁巴克豪森信號調(diào)理電路用于從傳感器獲取磁巴克豪森信號，磁特性參數(shù)調(diào)理電路用于從傳感器獲取磁特性參數(shù)，磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路用于從傳感器獲取磁聲發(fā)射信號；處理器，用于根據(jù)裝置包括的電路獲取的信號計(jì)算被檢測材料的以下至少之一:疲勞、應(yīng)力、缺陷，解決了相關(guān)技術(shù)中采用單一方法對復(fù)雜工況下被檢測材料的檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，進(jìn)而達(dá)到了在復(fù)雜工況下對被檢測材料的檢測結(jié)果更全面的效果。
【附圖說明】
[0018]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測裝置的示意圖；
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測裝置的示意圖；
[0021]圖3是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測裝置的示意圖；
[0022]圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的矯頑力測量的示意圖；
[0023]圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁導(dǎo)率曲線測量的示意圖；
[0024]圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的巴克豪森信號的示意圖；
[0025]圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁聲發(fā)射信號的示意圖；以及
[0026]圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0028]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請方案，下面將結(jié)合本申請實(shí)施例中的附圖，對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾堉械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。
[0029]需要說明的是，本申請的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實(shí)施例。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
[0030]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測裝置。
[0031]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測裝置的示意圖，如圖1所示，該裝置包括:
[0032]信號發(fā)生器10，耦合至傳感器20，用于產(chǎn)生激勵(lì)信號。
[0033]傳感器20，用于在激勵(lì)信號的觸發(fā)下開始工作，并且對被檢測材料進(jìn)行檢測并輸出以下信號:磁巴克豪森信號、磁特性參數(shù)、磁聲發(fā)射信號。
[0034]該裝置還包括以下電路:磁巴克豪森信號調(diào)理電路30，其中，磁巴克豪森信號調(diào)理電路30用于從傳感器20獲取磁巴克豪森信號；磁特性參數(shù)調(diào)理電路40，磁特性參數(shù)調(diào)理電路40用于從傳感器20獲取磁特性參數(shù);磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路50，其中，磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路50用于從傳感器20獲取磁聲發(fā)射信號。
[0035]處理器60，用于根據(jù)裝置包括的電路獲取的信號計(jì)算被檢測材料的以下至少之一:疲勞、應(yīng)力、缺陷。
[0036]該實(shí)施例通過將磁巴克豪森信號調(diào)理電路30、磁特性參數(shù)調(diào)理電路40和磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路50全部接入該檢測裝置，解決了相關(guān)技術(shù)中采用單一方法對復(fù)雜工況下被檢測材料的檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，進(jìn)而達(dá)到了在復(fù)雜工況下對被檢測材料的檢測結(jié)果更全面的效果，能夠?qū)崿F(xiàn)對被檢測材料的無損檢測。
[0037]信號發(fā)生器10可以產(chǎn)生激勵(lì)信號，信號發(fā)生器10可以是信號產(chǎn)生電路，其中，激勵(lì)信號可以是任意波形，都能夠作為激勵(lì)信號觸發(fā)傳感器20的工作，傳感器20受到勵(lì)磁信號的觸發(fā)，然后開始工作，對被檢測材料進(jìn)行檢測，輸出多個(gè)信號，多個(gè)信號為磁巴克豪森信號、磁特性參數(shù)、磁聲發(fā)射信號。在傳感器輸出多個(gè)信號之后，由對應(yīng)的電路獲取多個(gè)信號，例如，磁巴克豪森信號調(diào)理電路30從傳感器20獲取磁巴克豪森信號；磁特性參數(shù)調(diào)理電路40從傳感器20獲取磁特性參數(shù);磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路50從傳感器20獲取磁聲發(fā)射信號，由多個(gè)電路獲取到多個(gè)信號之后，將信號傳送到處理器60，處理器60根據(jù)相應(yīng)的信號計(jì)算被檢測材料的疲勞、應(yīng)力、缺陷至少之一，例如，可以是被測材料的疲勞、應(yīng)力和缺陷三項(xiàng)中的任意一項(xiàng)或兩項(xiàng)，也可以計(jì)算出被測材料的三項(xiàng)被測結(jié)果。被測材料的磁特性參數(shù)包括矯頑力、磁導(dǎo)率等，材料在不同疲勞狀態(tài)下，矯頑力不同，因此可通過矯頑力判斷疲勞狀態(tài)，而巴克豪森與磁聲發(fā)射信號結(jié)合可判斷應(yīng)力，最終將三者結(jié)合可以判定材料的疲勞、應(yīng)力、缺陷等。
[0038]可選地，該裝置還包括:激勵(lì)信號采集電路，用于從信號發(fā)生器10向傳感器20輸入激勵(lì)信號的輸入接口采集電壓和/或電流。激勵(lì)信號采集電路從傳感器20的輸入激勵(lì)信號的輸入接口采集電壓和/或電流，可以只采集電壓，也可以只采集電流還可以同時(shí)采集電壓和電流。
[0039]可選地，該裝置還包括:功率放大電路，連接在信號發(fā)生器10和傳感器20之間，用于將信號發(fā)生器10產(chǎn)生的激勵(lì)信號進(jìn)行放大，并輸出到傳感器20中。如果信號發(fā)生器10發(fā)出的信號較微弱，則在信號傳輸和檢測的過程中可能會出現(xiàn)誤差，為了減少誤差造成的誤判斷，在信號發(fā)生器10和傳感器20之間設(shè)置有功率放大電路，將信號發(fā)生器10產(chǎn)生的激勵(lì)信號進(jìn)行放大，然后再輸出到傳感器20中，通過設(shè)置功率放大電路，能夠減少信號誤差造成的誤判斷，提高磁特性信號檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0040]可選地，該裝置還包括:與電路數(shù)量對應(yīng)的轉(zhuǎn)換器，分別連接在裝置包括的電路和處理器之間，用于進(jìn)行數(shù)字和模擬信號的轉(zhuǎn)換。在裝置包括的三個(gè)電路和處理器之間，設(shè)置有與相應(yīng)的電路數(shù)量對應(yīng)的轉(zhuǎn)換器，例如，裝置包括磁巴克豪森信號調(diào)理電路30、磁特性參數(shù)調(diào)理電路40和磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路50中的三個(gè)，則裝置具有三個(gè)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器能夠進(jìn)行數(shù)字信號和模擬信號之間的轉(zhuǎn)換。
[0041]可選地，該裝置還包括:主控制電路，耦合至信號發(fā)生器10以及裝置包括的電路，用于控制信號發(fā)生器10產(chǎn)生激勵(lì)信號，以及用于控制裝置包括的電路中的至少之一從傳感器20獲取信號。主控制電路與信號發(fā)生器10以及裝置包括的磁巴克豪森信號調(diào)理電路30、磁特性參數(shù)調(diào)理電路40和磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路50耦合，主控制電路控制信號發(fā)生器10產(chǎn)生的激勵(lì)信號，然后控制上述三個(gè)電路中的至少之一從傳感器20獲取信號。
[0042]可選地，主控制電路用于控制信號發(fā)生器10產(chǎn)生的激勵(lì)信號的頻率和幅值。主控制電路用于控制信號發(fā)生器10產(chǎn)生的激勵(lì)信號的頻率和幅值，激勵(lì)信號可以是任何頻率和幅值的信號，但是為了優(yōu)化激勵(lì)信號，通過主控制電路控制激勵(lì)信號的頻率和幅值能夠提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0043]可選地，磁巴克豪森信號調(diào)理電路30、磁特性參數(shù)調(diào)理電路40以及磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路50均包括:濾波器和信號放大器?？蛇x地，上述三個(gè)電路都包括濾波器和信號放大器，其中，濾波器可以用于濾除電路受到電磁信號干擾等產(chǎn)生的雜波，提高信號的準(zhǔn)確性，也進(jìn)一步提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0044]圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測裝置的示意圖，如圖2所示，該裝置包括:主控制電路、信號產(chǎn)生電路101、傳感器20、功率放大電路、激勵(lì)信號采集電路、多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器、磁特性參數(shù)調(diào)理電路40、磁巴克豪森信號調(diào)理電路30、磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路50、傳感器及控制軟件組成。
[0045]主控制電路作為整個(gè)裝置硬件部分的控制中心，用于接收控制軟件命令和控制其他電路協(xié)調(diào)工作。信號產(chǎn)生電路101用于產(chǎn)生激勵(lì)信號，產(chǎn)生的激勵(lì)信號可以是任意波形。功率放大電路用于放大激勵(lì)信號，放大的激勵(lì)信號激勵(lì)傳感器工作。激勵(lì)信號采集電路用于采集激勵(lì)信號輸入接口的電壓電流，供后續(xù)計(jì)算磁特性參數(shù)使用。磁特性參數(shù)調(diào)理電路將傳感器接收到的磁特性參數(shù)信號進(jìn)行濾波及調(diào)壓處理。磁巴克豪森信號調(diào)理能夠?qū)崿F(xiàn)巴克豪森信號的放大與濾波。磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路能夠?qū)崿F(xiàn)聲發(fā)射信號的放大與濾波。各個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將對應(yīng)接收的信號傳遞給主控制電路。傳感器20緊貼或靠近被檢材料，通過激勵(lì)信號輸入接口輸入激勵(lì)信號，傳感器工作時(shí)，通過磁巴克豪森信號測量接口輸出磁巴克豪森信號，通過磁特性參數(shù)測量接口輸出磁特性參數(shù)，通過磁聲發(fā)射信號測量接口輸出磁聲發(fā)射信號。最終可以由控制軟件完成對采集信號的分析，綜合對材料疲勞、應(yīng)力、缺陷的判定。
[0046]圖3是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測裝置的示意圖，如圖3所示，在傳感器20上設(shè)置有激勵(lì)信號輸入接口，傳感器20在激勵(lì)信號的觸發(fā)下開始工作，對被檢測材料進(jìn)行檢測，可選地，傳感器可以檢測磁巴克豪森信號、磁特性參數(shù)、磁聲發(fā)射信號，在傳感器上設(shè)置有磁特性參數(shù)測量接口，巴克豪森信號測量接口和磁聲發(fā)射信號測量接口，用以對檢測到的相應(yīng)的磁巴克豪森信號、磁特性參數(shù)、磁聲發(fā)射信號輸出。被測材料的磁特性參數(shù)包括矯頑力、磁導(dǎo)率等，材料在不同疲勞狀態(tài)下，矯頑力不同，因此可通過矯頑力判斷疲勞狀態(tài)，而巴克豪森與磁聲發(fā)射信號結(jié)合可判斷應(yīng)力，最終將三者結(jié)合可以判定材料的疲勞、應(yīng)力、缺陷等。
[0047]圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的矯頑力測量的示意圖，如圖4所示，橫坐標(biāo)表示磁場強(qiáng)度H，縱坐標(biāo)表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B。當(dāng)磁場強(qiáng)度由Hm逐漸減小到-Hm時(shí)，感應(yīng)場強(qiáng)將不延磁化曲線Oa變化，而是延曲線abed變化，從Bm變化到-Bm，當(dāng)磁場由-Hm再增加到Hm時(shí)，感應(yīng)場強(qiáng)將延def a變化，此規(guī)律曲線稱為磁滯回線。當(dāng)H = O時(shí)感應(yīng)場強(qiáng)Br不為零，Br稱為剩余感應(yīng)強(qiáng)度。當(dāng)B = O時(shí)，此時(shí)的磁場強(qiáng)度He稱為矯頑力，因此本實(shí)施例的測量裝置，可以通過使用信號發(fā)生器，例如函數(shù)發(fā)生器，產(chǎn)生的連續(xù)正弦或其他信號，得到矯頑力的大小。
[0048]圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁導(dǎo)率曲線測量的示意圖，如圖5所示，橫坐標(biāo)表示磁場強(qiáng)度H，單位為A/m，縱坐標(biāo)表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B，單位為H/m。磁導(dǎo)率的計(jì)算公式為μ = Β/Η;通過對測得的磁化曲線求斜率即可得到磁導(dǎo)率曲線。
[0049]圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的巴克豪森信號的示意圖，圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁聲發(fā)射信號的示意圖，交變激勵(lì)信號對材料進(jìn)行測試時(shí)，材料內(nèi)部磁疇壁發(fā)生反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生巴克豪森信號和磁聲發(fā)射信號，分別如圖6和圖7所示。
[0050]本發(fā)明實(shí)施例的磁參數(shù)檢測裝置能夠完成對傳感器的激勵(lì)以及多路信號的采集與處理。根據(jù)裝置的測量需求，主控制電路可以采用FPGA配以外圍電路完成，巴克豪森及磁聲發(fā)射的激勵(lì)電壓一般為幾幅到幾十幅，因此設(shè)計(jì)時(shí)可采用信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生伏級電壓，經(jīng)功率放大電路放大到幾十幅級即可。信號產(chǎn)生電路可采用高精度可編程波形發(fā)生芯片配以相應(yīng)外圍電路完成，如采用ADI公司的AD9833型電路，可以輸出正弦波、三角波、方波，輸出頻率為O?12.5Mhz，完全滿足測量要求。因此，設(shè)計(jì)信號頻率為O?1KHz，輸出信號O?3V，工作時(shí)，通過主控制電路控制輸出波形頻率和信號幅值。功率放大電路可以采用美國LM38863TF芯片，其輸出功率為幾十瓦級，完全滿足要求，為保障信號的不失真，放大倍數(shù)設(shè)計(jì)在O?36dB，帶寬為直流?ΙΚΗζ。激勵(lì)信號采集電路和磁特性參數(shù)調(diào)理電路都采用電壓與電流表工作原理，采集得到對應(yīng)的電壓、電流值。與激勵(lì)信號采集電路和磁特性參數(shù)調(diào)理電路相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換器都可采用AD1674JN配以適配電路，AD1674JN為12位10kHz采用速率模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。磁巴克豪森信號調(diào)理電路由微弱信號放大器及濾波器組成，微弱信號放大器用于放大毫伏級的巴克豪森信號，放大倍數(shù)要求20?60dB。巴克豪森信號頻率一般在IkHz?2MHz，濾波器設(shè)置帶通頻段為IkHz?500kHz。與磁巴克豪森信號調(diào)理電路相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用AD1672AP配以適配電路，AD1672AP為12位3MHz采用速率高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路由濾波器及信號放大器組成，磁聲發(fā)射信號放大器用于放大磁聲發(fā)射信號，放大倍數(shù)要求20?60dB。濾波器設(shè)置帶通頻段為50kHz?400kHz。與磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用AD1671JQ配以適配電路，AD1671JQ為12位1.25MHz采用速率高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。
[0051]磁參數(shù)檢測裝置工作時(shí)，可以通過控制軟件控制主控制電路工作，信號產(chǎn)生電路首先產(chǎn)生激勵(lì)信號，經(jīng)功率放大電路放大后激勵(lì)傳感器工作，傳感器正常工作時(shí)，同時(shí)測得磁特性參數(shù)、巴克豪森信號、磁聲發(fā)射信號，經(jīng)各自端口輸出，磁特性參數(shù)信號經(jīng)磁特性產(chǎn)生調(diào)理電路調(diào)理后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳給主控制電路，磁巴克豪森信號和聲發(fā)射信號經(jīng)各自調(diào)理電路的放大器與濾波器放大與濾波后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳給主控制電路，最終經(jīng)控制軟件處理，完成對材料狀況的判定。本發(fā)明實(shí)施例的檢測裝置解決了相關(guān)技術(shù)中采用單一方法對復(fù)雜工況下被檢測材料的檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，進(jìn)而達(dá)到了在復(fù)雜工況下對被檢測材料的檢測結(jié)果更全面的效果。
[0052]圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測方法的流程圖，該檢測方法可以由上述的本發(fā)明實(shí)施例的檢測裝置來執(zhí)行。如圖8所示，該檢測方法包括以下步驟:
[0053]步驟S102，產(chǎn)生激勵(lì)信號，激勵(lì)信號用于輸入到傳感器中，使傳感器工作。
[0054]步驟S104，通過傳感器對被檢測材料進(jìn)行檢測并輸出以下信號:磁巴克豪森信號、磁特性參數(shù)、磁聲發(fā)射信號。
[0055]步驟S106，獲取輸出的信號；根據(jù)信號計(jì)算被檢測材料的以下至少之一:疲勞、應(yīng)力、缺陷。
[0056]該實(shí)施例通過傳感器對被檢測材料進(jìn)行檢測并輸出以下信號:磁巴克豪森信號、磁特性參數(shù)、磁聲發(fā)射信號，然后根據(jù)信號計(jì)算被檢測材料的疲勞、應(yīng)力、缺陷中的至少之一，從而解決了相關(guān)技術(shù)中采用單一方法對復(fù)雜工況下被檢測材料的檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，進(jìn)而達(dá)到了在復(fù)雜工況下對被檢測材料的檢測結(jié)果更全面的效果。
[0057]激勵(lì)信號可以是多種波形的信號，激勵(lì)信號輸入到傳感器中之后，使傳感器工作，傳感器對被測材料進(jìn)行檢測，傳感器可以輸出磁巴克豪森信號、磁特性參數(shù)、磁聲發(fā)射信號，在傳感器輸出多個(gè)參數(shù)信號之后，根據(jù)傳感器輸出的信號計(jì)算被測材料的疲勞、應(yīng)力、缺陷中的任意一項(xiàng)或多項(xiàng)。
[0058]可選地，在傳感器輸入激勵(lì)信號的輸入接口采集電壓和/或電流，根據(jù)采集的電壓和/或電流計(jì)算磁特性參數(shù)。在傳感器輸入激勵(lì)信號的接口處采集電壓和/或電流信號，可以只采集電壓信號，也可以只采集電流信號，還可以兩者都采集，在采集到電壓和/或電流信號之后，可以根據(jù)采集到的電壓和/或電流信號計(jì)算磁特性參數(shù)。
[0059]可選地，將信號發(fā)生器產(chǎn)生的激勵(lì)信號進(jìn)行放大，并輸出到傳感器中。在信號發(fā)生器產(chǎn)生激勵(lì)信號之后，將產(chǎn)生的激勵(lì)信號放大，通過對激勵(lì)信號放大，能夠在信號檢測和接收過程中減少信號誤差造成的誤判斷，提高磁特性信號檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0060]可選地，獲取輸出的信號包括:獲取輸出的信號并對獲取到的信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。在傳感器對被檢測材料進(jìn)行檢測并輸出信號之后，對傳感器輸出的信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，能夠方便對檢測到的信號進(jìn)行處理，提高磁特性信號檢測的效率，也提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0061]需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。
[0062]在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，對各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個(gè)實(shí)施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實(shí)施例的相關(guān)描述。
[0063]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。
[0064]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測裝置，其特征在于，包括: 信號發(fā)生器，耦合至傳感器，用于產(chǎn)生激勵(lì)信號； 傳感器，用于在所述激勵(lì)信號的觸發(fā)下開始工作，并且對被檢測材料進(jìn)行檢測并輸出以下信號:磁巴克豪森信號、磁特性參數(shù)、磁聲發(fā)射信號； 所述裝置還包括以下電路: 磁巴克豪森信號調(diào)理電路、磁特性參數(shù)調(diào)理電路、磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路；其中，所述磁巴克豪森信號調(diào)理電路用于從所述傳感器獲取所述磁巴克豪森信號，所述磁特性參數(shù)調(diào)理電路用于從所述傳感器獲取所述磁特性參數(shù)，所述磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路用于從所述傳感器獲取所述磁聲發(fā)射信號； 所述裝置還包括:處理器，用于根據(jù)所述裝置包括的電路獲取的信號計(jì)算所述被檢測材料的以下至少之一:疲勞、應(yīng)力、缺陷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:激勵(lì)信號采集電路，用于從所述信號發(fā)生器向所述傳感器輸入激勵(lì)信號的輸入接口采集電壓和/或電流。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:功率放大電路，連接在所述信號發(fā)生器和所述傳感器之間，用于將所述信號發(fā)生器產(chǎn)生的所述激勵(lì)信號進(jìn)行放大，并輸出到所述傳感器中。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:與所述電路數(shù)量對應(yīng)的轉(zhuǎn)換器，分別連接在所述裝置包括的電路和所述處理器之間，用于進(jìn)行數(shù)字和模擬信號的轉(zhuǎn)換。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:主控制電路，耦合至所述信號發(fā)生器以及所述裝置包括的電路，用于控制所述信號發(fā)生器產(chǎn)生所述激勵(lì)信號，以及用于控制所述裝置包括的電路中的至少之一從所述傳感器獲取信號。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述主控制電路，用于控制所述信號發(fā)生器產(chǎn)生的激勵(lì)信號的頻率和幅值。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述磁巴克豪森信號調(diào)理電路、所述磁特性參數(shù)調(diào)理電路以及所述磁聲發(fā)射信號調(diào)理電路均包括:濾波器和信號放大器。8.一種磁特性參數(shù)、磁巴克豪森、磁聲發(fā)射檢測方法，其特征在于， 產(chǎn)生激勵(lì)信號，其中，所述激勵(lì)信號用于輸入到傳感器中，使所述傳感器工作； 通過所述傳感器對被檢測材料進(jìn)行檢測并輸出以下信號:磁巴克豪森信號、磁特性參數(shù)、磁聲發(fā)射信號； 獲取輸出的所述信號； 根據(jù)所述信號計(jì)算所述被檢測材料的以下至少之一:疲勞、應(yīng)力、缺陷。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 在所述傳感器輸入激勵(lì)信號的輸入接口采集電壓和/或電流； 根據(jù)所述采集電壓和/或電流計(jì)算所述磁特性參數(shù)。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 將所述激勵(lì)信號進(jìn)行放大，并輸出到所述傳感器中。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，獲取輸出的所述信號包括: 獲取輸出的所述信號并對獲取到的所述信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。
【文檔編號】G01N27/82GK106093181SQ201610609732
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月28日 公開號201610609732.X, CN 106093181 A, CN 106093181A, CN 201610609732, CN-A-106093181, CN106093181 A, CN106093181A, CN201610609732, CN201610609732.X
【發(fā)明人】沈功田, 鄭陽, 譚繼東
【申請人】中國特種設(shè)備檢測研究院