專利名稱：調(diào)制多頻渦流檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無損檢測(cè)領(lǐng)域采用的多頻渦流檢測(cè)方法，特別是一種調(diào)制多頻渦流檢測(cè)方法，適用于檢測(cè)過程的干擾抑制或者被檢對(duì)象的多參數(shù)檢測(cè)。
背景技術(shù)：
渦流檢測(cè)技術(shù)在核電站蒸氣管維護(hù)，航空航天裝備維護(hù)，管、線、棒材生產(chǎn)等行業(yè)具有重要作用，渦流檢測(cè)技術(shù)具有無接觸、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、檢測(cè)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而得到了越來越廣泛的應(yīng)用。常規(guī)渦流檢測(cè)方法采用單個(gè)頻率正弦信號(hào)激勵(lì)渦流傳感器，獲取的信息量有限， 難以適應(yīng)越來越高的無損檢測(cè)需求。1970年，美國(guó)科學(xué)家LilAy H L首先提出多頻渦流檢測(cè)方法，用以實(shí)現(xiàn)渦流檢測(cè)過程中的干擾抑制和被檢對(duì)象的多參數(shù)檢測(cè)。多頻渦流檢測(cè)方法采用幾個(gè)不同頻率正弦信號(hào)激勵(lì)渦流傳感器，利用不同頻率下，參數(shù)有不同變化的原理來實(shí)現(xiàn)。在不同頻率下得到的檢測(cè)結(jié)果，通過一定的方法進(jìn)行分析處理，提取多個(gè)所需參數(shù)，或者抑制干擾信號(hào)。現(xiàn)有的多頻渦流檢測(cè)方法采用的激勵(lì)信號(hào)方式有兩種，第一種為同步合成方式， 如圖Ia及圖Ib所示；第二種為異步合成方式，如圖加及圖2b所示。同步合成激勵(lì)方式的多頻渦流檢測(cè)方法中激勵(lì)信號(hào)采用多個(gè)頻率分量的正弦信號(hào)疊加，激勵(lì)信號(hào)的峰值較高，峰值因數(shù)較大，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路和后端放大電路的電壓范圍要求較寬。異步合成激勵(lì)方式的多頻渦流檢測(cè)方法中激勵(lì)信號(hào)采用多個(gè)頻率分量的正弦信號(hào)依次驅(qū)動(dòng)渦流傳感器，需要不斷切換激勵(lì)信號(hào)頻率，檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有多頻渦流檢測(cè)方法的不足，提供一種調(diào)制多頻渦流檢測(cè)方法，其能有效降低渦流檢測(cè)系統(tǒng)激勵(lì)信號(hào)和響應(yīng)信號(hào)的峰值因數(shù)，提高檢測(cè)速度。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種調(diào)制多頻渦流檢測(cè)方法， 其包括下列步驟第一步、準(zhǔn)備基準(zhǔn)試件；第二步、產(chǎn)生一調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)，并將該調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)放大后，驅(qū)動(dòng)渦流傳感器，對(duì)基準(zhǔn)試件進(jìn)行檢測(cè)；第三步、采集檢測(cè)基準(zhǔn)試件時(shí)渦流傳感器的響應(yīng)信號(hào)，并對(duì)該渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行FFT變換得到基準(zhǔn)試件渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜，即得到檢測(cè)所需的基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜；第四步、對(duì)基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜進(jìn)行分析，并計(jì)算該基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖總能量、譜圖重心偏移、譜圖峰度、譜圖偏度；
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第五步、采用前述的調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)，并將該調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)如第二步所述放大后，驅(qū)動(dòng)前述渦流傳感器，對(duì)被檢對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)；

第六步、采集檢測(cè)被檢對(duì)象時(shí)渦流傳感器的響應(yīng)信號(hào)，并對(duì)該渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行FFT變換得到被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜；第七步、對(duì)被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜進(jìn)行分析，并計(jì)算該被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖總能量、譜圖重心偏移、譜圖峰度、譜圖偏度；第八步、根據(jù)基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖總能量、譜圖重心偏移、譜圖峰度、譜圖偏度對(duì)上述檢測(cè)到的被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖總能量、譜圖重心偏移、譜圖峰度、譜圖偏度進(jìn)行閾值判斷如果檢測(cè)到的被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖總能量大于基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖總能量，則證明被檢對(duì)象上存在缺陷；如果檢測(cè)到的被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖重心偏移大于基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖重心偏移， 或者檢測(cè)到的被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖峰度小于基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖峰度，或者檢測(cè)到的被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖偏度大于基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖偏度，則證明被檢對(duì)象上缺陷為表面缺陷；如果檢測(cè)到的被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖重心偏移小于基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖重心偏移，或者檢測(cè)到的被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖峰度大于基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖峰度，或者檢測(cè)到的被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖偏度小于基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖偏度，則證明被檢對(duì)象上缺陷為內(nèi)部缺陷。該調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)為線性調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)。該線性調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)的優(yōu)選頻率范圍為 IkHz 20kHz ；時(shí)間長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)，同時(shí)保證FFT要求優(yōu)選點(diǎn)數(shù)，選為4096us。采集渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)的采樣頻率為調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)最高頻率的5-10倍。與現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明所具有的有益效果為本發(fā)明采用調(diào)制多頻方式作為渦流檢測(cè)系統(tǒng)的激勵(lì)信號(hào)，將常規(guī)多頻渦流方法響應(yīng)信號(hào)頻域的離散譜變成連續(xù)譜，通過計(jì)算譜圖的特征量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)干擾抑制或多參數(shù)檢測(cè)。與同步合成方式多頻渦流檢測(cè)方法相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為采用一個(gè)調(diào)頻信號(hào)，有效降低了多頻激勵(lì)信號(hào)和渦流響應(yīng)信號(hào)的峰值因數(shù)，有利于渦流傳感器激勵(lì)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路和響應(yīng)信號(hào)后端放大電路的設(shè)計(jì)。與異步合成方式多頻渦流檢測(cè)方法相比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為調(diào)頻信號(hào)是一個(gè)短時(shí)的連續(xù)變化頻率的激勵(lì)信號(hào)，無需切換，減少了檢測(cè)時(shí)間，從而提高了檢測(cè)缺陷速度。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明；但本發(fā)明的調(diào)制多頻渦流檢測(cè)方法不局限于實(shí)施例。圖Ia現(xiàn)有同步合成方式多頻激勵(lì)信號(hào)的時(shí)域波形；圖Ib現(xiàn)有同步合成方式多頻激勵(lì)信號(hào)的頻譜圖；圖2a現(xiàn)有異步合成方式多頻激勵(lì)信號(hào)的時(shí)域波形；圖2b現(xiàn)有異步合成方式多頻激勵(lì)信號(hào)的頻譜圖；圖3本發(fā)明調(diào)制多頻渦流檢測(cè)方法的工作流程圖；圖4本發(fā)明實(shí)施例中采用的基準(zhǔn)試件；圖5a為本發(fā)明實(shí)施例采用的線性調(diào)頻信號(hào)圖恥為本發(fā)明實(shí)施例采用的線性調(diào)頻信號(hào)頻譜圖；圖6a為本發(fā)明實(shí)施例檢測(cè)基準(zhǔn)試件得到的渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)；圖6b為本發(fā)明實(shí)施例檢測(cè)基準(zhǔn)試件渦流傳感器的響應(yīng)信號(hào)頻譜圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例中采用的被檢對(duì)象；圖8為本發(fā)明實(shí)施例中檢測(cè)被檢對(duì)象表面缺陷時(shí)的渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例中檢測(cè)被檢對(duì)象內(nèi)部缺陷時(shí)的渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例中得到的譜圖總能量；圖11為本發(fā)明實(shí)施例中得到的譜圖重心偏移；圖12為本發(fā)明實(shí)施例中得到的譜圖峰度；圖13為本發(fā)明實(shí)施例中得到的譜圖偏度。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的調(diào)制多頻渦流檢測(cè)方法工作流程如圖3所示。下面請(qǐng)參見圖3至圖11，以鋁制平板的缺陷檢測(cè)和分類為例具體說明本發(fā)明調(diào)制多頻渦流檢測(cè)方法工作流程第一步、準(zhǔn)備基準(zhǔn)試件，該基準(zhǔn)試件為無缺陷的試件在本實(shí)施例中，如圖4所示， 該基準(zhǔn)試件采用無缺陷的鋁制平板1，其尺寸為200mmX200mmX2mm。第二步、產(chǎn)生一調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)，并將該調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)放大后，驅(qū)動(dòng)渦流傳感器，對(duì)基準(zhǔn)試件進(jìn)行檢測(cè)在本實(shí)施例中，該調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)采用的是線性調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)5，如圖fe 所示，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，單位為us，縱坐標(biāo)表示幅度，單位為V。該線性調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)為具有矩形包絡(luò)的線性調(diào)頻信號(hào)，其時(shí)域表達(dá)式為
權(quán)利要求
1.一種調(diào)制多頻渦流檢測(cè)方法，其特征在于包括下列步驟第一步、準(zhǔn)備基準(zhǔn)試件；第二步、產(chǎn)生一調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)，并將該調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)放大后，驅(qū)動(dòng)渦流傳感器，對(duì)基準(zhǔn)試件進(jìn)行檢測(cè)；第三步、采集檢測(cè)基準(zhǔn)試件時(shí)渦流傳感器的響應(yīng)信號(hào)，并對(duì)該渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行FFT變換得到基準(zhǔn)試件渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜，即得到檢測(cè)所需的基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜；第四步、對(duì)基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜進(jìn)行分析，并計(jì)算該基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖總能量、譜圖重心偏移、譜圖峰度、譜圖偏度；第五步、采用前述的調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)，并將該調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)如第二步所述放大后，驅(qū)動(dòng)前述渦流傳感器，對(duì)被檢對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)；第六步、采集檢測(cè)被檢對(duì)象時(shí)渦流傳感器的響應(yīng)信號(hào)，并對(duì)該渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行FFT變換得到被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜；第七步、對(duì)被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜進(jìn)行分析，并計(jì)算該被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖總能量、譜圖重心偏移、譜圖峰度、譜圖偏度；第八步、根據(jù)基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖總能量、譜圖重心偏移、譜圖峰度、譜圖偏度對(duì)上述檢測(cè)到的被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖總能量、譜圖重心偏移、譜圖峰度、 譜圖偏度進(jìn)行閾值判斷如果檢測(cè)到的被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖總能量大于基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖總能量，則證明被檢對(duì)象上存在缺陷；如果檢測(cè)到的被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖重心偏移大于基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖重心偏移，或者檢測(cè)到的被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖峰度小于基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖峰度， 或者檢測(cè)到的被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖偏度大于基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖偏度，則證明被檢對(duì)象上的缺陷為表面缺陷；如果檢測(cè)到的被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖重心偏移小于基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖重心偏移，或者檢測(cè)到的被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖峰度大于基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖峰度，或者檢測(cè)到的被檢對(duì)象渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖偏度小于基準(zhǔn)響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖偏度，則證明被檢對(duì)象上的缺陷為內(nèi)部缺陷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)制多頻渦流檢測(cè)方法，其特征在于，該調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)為線性調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)制多頻渦流檢測(cè)方法，其特征在于，該線性調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)的優(yōu)選頻率范圍為IkHz 20kHz，優(yōu)選時(shí)間長(zhǎng)度為4096US。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)制多頻渦流檢測(cè)方法，其特征在于，采集渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)的采樣頻率為調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)最高頻率的5-10倍。
全文摘要
一種調(diào)制多頻渦流檢測(cè)方法，其通過產(chǎn)生一調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)，并將調(diào)頻激勵(lì)信號(hào)放大后，驅(qū)動(dòng)渦流傳感器，對(duì)基準(zhǔn)試件和被檢對(duì)象分別進(jìn)行檢測(cè)；采集檢測(cè)基準(zhǔn)試件和被檢對(duì)象時(shí)渦流傳感器的響應(yīng)信號(hào)，并對(duì)渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行FFT變換得到渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜，再對(duì)渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜進(jìn)行分析，并分別計(jì)算各渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖總能量、譜圖重心偏移、譜圖峰度、譜圖偏度；最后將被檢對(duì)象響應(yīng)信號(hào)頻譜的譜圖總能量、譜圖重心偏移、譜圖峰度、譜圖偏度與基準(zhǔn)試件渦流傳感器響應(yīng)信號(hào)頻譜的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行閾值判斷，以判斷被檢對(duì)象是否存在缺陷和缺陷位置或其它參數(shù)。本發(fā)明能有效降低渦流檢測(cè)系統(tǒng)激勵(lì)信號(hào)和響應(yīng)信號(hào)的峰值因數(shù)，提高檢測(cè)速度。
文檔編號(hào)G01N27/90GK102445493SQ20101050629
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者何赟澤, 劉波, 潘孟春, 羅飛路, 翁飛兵, 高軍哲 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)