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原文传递平面电容-涡流双模态传感器检测系统及缺陷判定方法

专利名称：	平面电容-涡流双模态传感器检测系统及缺陷判定方法
摘要：	本发明涉及平面电容‑涡流双模态传感器检测系统及利用该系统进行缺陷判定的方法，检测系统包括平面电容‑涡流双模态传感器、信号发生器、检测模式切换装置、电荷放大器、电压放大器、锁相放大器、数据采集卡、计算机和信号处理模块；判定方法为激励线圈在试样上方经由检测模式切换装置快速变换线圈接线方式产生磁场和电场，利用磁场使试样中导体部分产生涡流场，检测线圈拾取导体部分涡流场的磁场变化，同时检测线圈拾取电场变化，利用电场检测试样中非导体部分的表面或隐藏缺陷，得到的检测信号结合数据采集卡、计算机和信号处理模块，可以快速、高效地实现表面包覆绝缘层的金属试样的缺陷检测及缺陷类型区分。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	中国石油大学(华东)
发明人：	殷晓康;符嘉明;李晨;谷悦;李伟;陈国明
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910539634.7
公开号：	CN110208367A
代理机构：	北京睿博行远知识产权代理有限公司
代理人：	黄艳丽
分类号：	G01N27/90(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	266580 山东省青岛市黄岛区长江西路66号
主权项：	1.一种平面电容-涡流双模态传感器检测系统，其特征在于：包括用于检测的平面电容-涡流双模态传感器(1)、与平面电容-涡流双模态传感器(1)的输入端连接的信号发生器(2)、与平面电容-涡流双模态传感器(1)的输出端连接的检测模式切换装置、与检测模式切换装置连接的电荷放大器(3)和电压放大器(4)、通过检测模式切换装置与电荷放大器(3)和电压放大器(4)均连接的锁相放大器(5)、与锁相放大器(5)连接的数据采集卡(6)、与数据采集卡(6)连接的计算机和信号处理模块(7)，信号发生器(2)还连接锁相放大器(5)，数据采集卡(6)还连接检测模式切换装置；平面电容-涡流双模态传感器(1)的探头内设有对应配合的激励线圈和检测线圈，激励线圈与信号发生器(2)和检测模式切换装置均连接，检测线圈与检测模式切换装置连接。 2.根据权利要求1所述的平面电容-涡流双模态传感器检测系统，其特征在于：检测模式切换装置包括单刀单掷开关Ⅰ(84)、单刀单掷开关Ⅱ(85)、单刀双掷开关Ⅰ(86)、单刀双掷开关Ⅱ(87)，激励线圈一端与信号发生器(2)电压输出端连接、另一端与单刀单掷开关Ⅰ(84)的端口连接；检测线圈一端与单刀单掷开关Ⅱ(85)的端口连接、另一端与单刀双掷开关Ⅰ(86)的端口一连接，单刀双掷开关Ⅰ(86)的端口二与电压放大器(4)输入端连接、端口三与电荷放大器(3)输入端连接；单刀双掷开关Ⅱ(87)的端口一与电压放大器(4)的输出端连接、端口二与电荷放大器(3)的输出端连接、端口三与锁相放大器(5)的输入端口连接；信号发生器(2)的参考信号输出端口与锁相放大器(5)的参考信号输入端口连接，锁相放大器(5)的输出端口、数据采集卡(6)和计算机和信号处理模块(7)依次连接；数据采集卡(6)与单刀单掷开关Ⅰ(84)、单刀单掷开关Ⅱ(85)、单刀双掷开关Ⅰ(86)、单刀双掷开关Ⅱ(87)的对应端口连接。 3.根据权利要求2所述的平面电容-涡流双模态传感器检测系统，其特征在于：平面电容-涡流双模态传感器(1)的探头包括传感器盒体(11)、设置在传感器盒体(11)底部用于固定PCB探头(12)的固定孔、设置在传感器盒体(11)上的用于焊接BNC连接头(13)的若干通孔，激励线圈和检测线圈设置在传感器盒体(11)内。 4.根据权利要求3所述的平面电容-涡流双模态传感器检测系统，其特征在于：传感器盒体(11)为长方体，固定孔为长方形，通孔数量为4个且形状为圆形。 5.根据权利要求2所述的平面电容-涡流双模态传感器检测系统，其特征在于：检测模式切换装置还包括切换开关盒体(8)、设置在切换开关盒体(8)内的用于固定切换芯片开发板(88)的支架、设置在切换开关盒体(8)上的用于引线连接的引线孔，单刀单掷开关Ⅰ(84)、单刀单掷开关Ⅱ(85)、单刀双掷开关Ⅰ(86)、单刀双掷开关Ⅱ(87)、数据采集卡(6)均通过引线孔与切换开关盒体(8)连接。 6.根据权利要求5所述的平面电容-涡流双模态传感器检测系统，其特征在于：切换开关盒体(8)内部的支架包括四个对应设置在切换芯片开发板(88)底部的方形支架本体(81)、设置在相邻的方形支架本体(81)之间的工字型连接架(82)、设置在方形支架本体(81)其余边角处的L型固定架(83)，单刀单掷开关Ⅰ(84)、单刀单掷开关Ⅱ(85)、单刀双掷开关Ⅰ(86)、单刀双掷开关Ⅱ(87)均设置在方形支架本体(81)内。 7.一种缺陷判定方法，其特征在于：利用了权利要求1所述的平面电容-涡流双模态传感器检测系统，缺陷判定过程为：平面电容-涡流双模态传感器(1)的激励线圈在试样上方经由检测模式切换装置快速变换线圈接线方式产生磁场和电场，磁场使试样中导体部分产生涡流场，检测线圈拾取导体部分涡流场的磁场变化，同时检测线圈拾取非导体部分的电场变化，检测线圈拾取的上述涡流场和电场变化信号经过计算机和信号处理模块(7)的实时成像和数据处理后，直观检测出试样缺陷形状，并区分出了导体与非导体缺陷，实现表面包覆绝缘层的金属试样中表面或隐藏缺陷的检测与区分。 8.根据权利要求7所述的缺陷判定方法，其特征在于：表面包覆绝缘层的金属试样的缺陷包括覆盖带有孔缺陷绝缘层的金属层孔缺陷试样、覆盖带有孔缺陷绝缘层的金属层裂纹缺陷试样、金属隐藏裂纹缺陷试样。
所属类别：	发明专利