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原文传递一种金属裂纹电磁探伤成像仪

专利名称：	一种金属裂纹电磁探伤成像仪
摘要：	本发明提供一种金属裂纹电磁探伤成像仪，包括：激励电路，用于生成并发送激励信号；信号切换电路，用于按照预设顺序，从多个线圈中选择其中一个线圈作为激励线圈，对激励线圈施加激励信号；信号采集电路，包括：用于接收二次磁场范围内而产生感应电压的至少一个检测线圈，信号放大电路接收检测线圈的检测电压并进行放大，获得放大结果；控制器，接收每一个线圈作为激励线圈时检测线圈上采集到电压的放大结果，计算电导率分布值，转化为灰度矩阵图像，归一化处理后得到，然后对该灰度图像二值化处理，求取图像内连通区域的外接矩形，并测量矩形尺寸，获取裂纹；显示模块，接收并展示所获取的裂。旨在通过线圈的电压改变实现金属裂缝的检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海海事大学
发明人：	孙春光;曾星星;何敏
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910748915.3
公开号：	CN110286145A
代理机构：	上海互顺专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	成秋丽
分类号：	G01N27/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	201306 上海市浦东新区临港新城海港大道1550号
主权项：	1.一种金属裂纹电磁探伤成像仪，其特征在于，包括：激励电路，用于生成并发送激励信号；信号切换电路，用于按照预设顺序，从多个线圈中选择其中一个线圈作为激励线圈，并对所述激励线圈施加激励信号，将所述多个线圈中的其他线圈依次作为激励线圈；信号采集电路，包括：用于接收二次磁场范围内而产生感应电压的至少一个检测线圈，其中，所述二次磁场为待检测金属平面在一次磁场的影响下所产生的磁场，并获取所述检测线圈的检测电压，其中，每一个线圈的轴线均垂直于待检测金属平面；信号放大电路，用于接收所述检测线圈的检测电压并进行放大，获得放大结果；控制器，接收每一个线圈作为激励线圈时检测线圈上采集到电压的放大结果，然后对该结果归一化处理，得到相应的测量向量和灵敏度矩阵，并采用图像重建算法求出被测金属电导率的空间分布，将所得电导率分布值，转化为灰度矩阵图像，归一化处理后得到，然后对该灰度图像二值化处理，求取图像内连通区域的外接矩形，并测量矩形尺寸，获取裂纹；显示模块，接收并展示所获取的裂纹。 2.根据权利要求1所述的金属裂纹电磁探伤成像仪，其特征在于，所述信号切换电路，包括：激励信号选择电路，所述激励信号选择电路包括：第一驱动芯片(U6)，多个继电器，所述第一驱动芯片(U6)的输入端与所述控制器相连，所述第一驱动芯片(U6)的每一输出端与每一个继电器线圈的一个电压输入端相连，继电器线圈的另一电压输入端为高电平，所述激励信号与继电器的公共端相连，每一个线圈一端接地，线圈的另一端与继电器的常开触点相连；其中，在继电器线圈连接(U6)的一个电压输入端为低电平时，继电器公共端吸附至常开触点，开关导通，所述第一芯片(U6)的型号为ULN2003。 3.根据权利要求2所述的金属裂纹电磁探伤成像仪，其特征在于，所述信号采集电路包括：第二驱动芯片(U7)，多个继电器，所述第二驱动芯片(U7)的输入端与所述控制器相连，所述第二驱动芯片(U7)的每一输出端与每一个继电器线圈的一个电压输入端相连，继电器线圈的另一电压输入端为高电平；所述放大电路的输入端与继电器公共端相连，每一个线圈一端接地，线圈的另一端与继电器的常开触点相连；其中，在继电器线圈的一个电压输入端为低电平时，继电器公共端吸附至常开触点，，所述第二芯片(U7)的型号为ULN2003。 4.根据权利要求3所述的金属裂纹电磁探伤成像仪，其特征在于，所述放大电路包括：逻辑开关芯片(U5)、放大芯片(U3)、多个可变电阻；所述逻辑开关芯片(U5)的选择引脚与所述控制器相连，根据所述选择引脚的信号确定选通的开关电阻，可变电阻的一端与所述放大芯片(U3)相连，可变电阻的另一端通过逻辑开关芯片(U5)与所述放大芯片(U3)相连，所述放大芯片(U3)的接收端与线圈的一端相连；所述放大芯片(U3)的输出端转换为直流信号后输入至所述控制器。 5.根据权利要求1-4任一项所述的金属裂纹电磁探伤成像仪，其特征在于，所述根据检测灵敏度矩阵，获取待检测平面所对应的像素点的灰度值矩阵的公式表达为： B＝SG 其中，B为测量向量；S是灵敏度矩阵，G是电导率分布向量；根据数据残差的梯度使用Tikhonov正则化算法获得电导率分布的初值G0，再使用Landweber迭代算法获得最终的电导率分布G，将G转化为灰度矩阵。 6.根据权利要求5所述的金属裂纹电磁探伤成像仪，其特征在于，所述激励电路包括正弦信号发生电路、信号放大电路；所述正弦信号发生电路与所述信号放大电路相连，其中，所述正弦信号发生电路所采用的芯片型号为AD9833，所述信号放大电路所采用的芯片型号为INA114。 7.根据权利要求6所述的金属裂纹电磁探伤成像仪，其特征在于，还包括主体框架、手柄；所述显示模块设置于所述主体框架的第一侧面；所述激励电路、所述信号切换电路、所述信号采集电路、所述信号放大电路和所述控制器置于所述主体框架内，线圈靠近所述主体结构的第二侧面，所述第二侧面与所述第一侧面相对设置；所述手柄内设置有电源模块，所述电源模块分别与所述激励电路、所述信号切换电路、所述信号采集电路、所述信号放大电路、所述控制器和所述显示模块相连；所述手柄上设置有与所述电源模块相连的电源开关；以及与所述电源模块相连的充电接口。
所属类别：	发明专利