專利名稱：基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鑄件的缺陷檢測和質量評價領域，具體涉及一種基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測裝置。
背景技術：
隨著汽車業和航天航空業的高速發展，鑄件的缺陷檢測和質量評價已成為工業生產中極其重要的環節，其檢測方法有超聲檢測、X射線檢測、射線層析攝影及渦流無損檢測等。脈沖渦流檢測技術是近幾年發展起來的一種新的電磁無損檢測技術，是在渦流檢測的基礎上發展而來的，渦流檢測以無接觸、無耦合劑、在線檢測及檢測速度快等優點占優勢。脈沖渦流檢測技術是采用一定占空比可變的矩形脈沖作為激勵信號，由于脈沖包含很寬的頻譜，信息量豐富，檢測信號中包含著缺陷的很多重要信息。而且，脈沖渦流檢測不需要改變測試參數的設置，一次性掃描大面積的復雜結構的檢測，探頭上可施加較大的能量實現深層缺陷的檢測，且比傳統渦流檢測技術設備簡單，成本低。國外缺陷檢測技術比較成熟，已有采用脈沖渦流法去檢測設備的缺陷，而國內大部分在理論研究上取得了一定的成果，脈沖渦流缺陷檢測設備很缺少，特別是多層缺陷的檢測與識別。另外，目前國外缺陷檢測及識別主要通過感應信號的峰值、過零點時間及特征頻率等多個測量參數，這樣會使得硬件電路較復雜，成本高。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種檢測靈敏度高、電路結構簡單、成本低、抗干擾能力強的基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測裝置。為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:一種基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測裝置，包括主控單元、信號發生單元、功率放大單元、渦流傳感器、信號調理單元和顯示單元，所述渦流傳感器包括激勵線圈和檢測線圈，所述信號調理單元由依次相連的放大電路、濾波電路、整形電路、A/D轉換電路組成，所述主控單元控制信號發生單元產生矩形脈沖信號并作為激勵信號輸入功率放大單元，所述功率放大單元將所述激勵信號進行放大處理后輸入渦流傳感器的激勵線圈，所述渦流傳感器的檢測線圈在所述激勵信號的作用下采集被檢測鑄件信息并將檢測信號輸出給信號調理單元，所述信號調理單元將所述檢測信號進行放大、濾波、整形、A/D轉換后送入主控單元，所述主控單元根據輸入的被檢測鑄件信息進行缺陷識別并通過顯示單元顯示檢測結果。作為上述技術方案的進一步改進:所述渦流傳感器的激勵線圈為矩形線圈。所述激勵線圈由繞制400匝、直徑為0.22mm的漆包線組成，且所述激勵線圈的長寬高分別為5Ctam、45臟、45臟。所述渦流傳感器的檢測線圈為圓柱形線圈。
所述檢測線圈由繞制800匝、直徑為0.1Omm的漆包線組成，且所述檢測線圈的內徑為2mm、外徑為4mm、長6mm。所述檢測線圈中插設有鐵基納米晶合金磁芯。本實用新型具有下述優點:本實用新型包括主控單元、信號發生單元、功率放大單元、渦流傳感器、信號調理單元和顯示單元，通過單片機對渦流傳感器的檢測線圈測量的感應電壓信號與參考信號進行數據擬合處理，不僅簡化硬件電路，降低成本，還減少各種干擾信號的影響，具有檢測靈敏度高、電路結構簡單、成本低、抗干擾能力強的優點。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例的框架結構示意圖。圖2為本實用新型實施例中主控單元的單片機(AT89C52)與顯示單元的驅動芯片(⑶4511)的電路連接結構示意圖。圖例說明:1、主控單元；2、信號發生單元；3、功率放大單元；4、渦流傳感器；5、信號調理單元；6、顯示單元。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
·[0019]如圖1所示，本實施例基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測裝置包括主控單元1、信號發生單元2、功率放大單元3、渦流傳感器4、信號調理單元5和顯示單元6，渦流傳感器4包括激勵線圈和檢測線圈，信號調理單元5由依次相連的放大電路、濾波電路、整形電路、A/D轉換電路組成，主控單元I控制信號發生單元2產生一個占空比可變的矩形脈沖信號并作為激勵信號輸入功率放大單元3，功率放大單元3將激勵信號進行放大處理后輸入渦流傳感器4的激勵線圈，渦流傳感器4的檢測線圈在激勵信號的作用下采集被檢測鑄件信息并將檢測信號輸出給信號調理單元5，信號調理單元5將檢測信號進行放大、濾波、整形、A/D轉換后送入主控單元1，主控單元I根據輸入的被檢測鑄件信息進行缺陷識別并通過顯示單元6顯示檢測結果。本實施例中，主控單元I由單片機及外圍電路共同組成，主控單元I以單片機為核心控制器，單片機采用Atmel公司的AT89C52單片機實現。本實施例中，信號發生單元2為矩形脈沖信號發生電路，矩形脈沖信號發生電路輸出矩形脈沖信號的占空比受主控單元I的AT89C52單片機控制。本實施例中，功率放大單元3為功率放大電路。本實施例中，渦流傳感器4的激勵線圈為矩形線圈，橫截面為矩形。激勵線圈由繞制400阻、直徑為0.22mm的漆包線組成,且激勵線圈的長寬高分別為50mm、45mm、45mm。激勵線圈由其感應渦流在線圈底部的導體區域內朝同一個方向流動，然后分別在線圈的兩側形成閉合，在矩形激勵線圈的底部中央有2個正交檢測傳感器，正交檢測傳感器與單片機相連，用來對缺陷引起的擾動場進行檢測；渦流傳感器4的檢測線圈為圓柱形線圈。檢測線圈由繞制800阻、直徑為0.1Omm的漆包線組成,且檢測線圈的內徑為2mm、外徑為4mm、長6_。本實施例中，檢測線圈中插設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，其可以限定磁場范圍，增大繞組間的電磁耦合，具有增強線圈電感、減少線圈的分布電容、提高檢測靈敏度的作用。本實施例中，信號調理單元5包括依次相連的放大電路、濾波電路、整形電路和A/D轉換電路，信號調理單元5用于將渦流傳感器4的檢測線圈檢測到的信息進行放大、濾波和整形后，在經過A/D轉換，然后得到易于單片機識別的信息并送入單片機內部。本實施例中，顯示單元6由共陰極LED七段顯示器及其驅動芯片組成，如圖2所示，本實施例采用具有譯碼、驅動功能的芯片⑶4511驅動共陰極LED七段顯示器，用于顯示被測物體的缺陷信息。CD4511的數據輸入端A-D接在單片機的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，經過a g輸出驅動共陰極的LED七段顯示器。本實施例在工作過程中，被檢測鑄件放在渦流傳感器4的激勵線圈和檢測線圈之間，主控單元I的AT89C52單片機控制信號發生單元2產生一個占空比可變的矩形脈沖信號并作為激勵信號輸入功率放大單元3，功率放大單元3將激勵信號進行放大處理后輸入渦流傳感器4的激勵線圈，渦流傳感器4的檢測線圈在激勵信號的作用下采集被檢測鑄件信息并將檢測信號輸出給信號調理單元5，信號調理單元5將檢測信號進行放大、濾波、整形、A/D轉換得到易于單片機識別的信息并送入主控單元I的單片機內部，單片機一邊控制信號發生裝置產生激勵信號，一邊接受檢測到的物體信息，當帶有不同缺陷的被測樣品通過傳感器時，傳感器的感應電壓信號不同，單片機根據采集的參數與其內部預置的參數信息進行歸一化數據處理，然后對樣品進行缺陷識別，并通過顯示單元6中共陰極的LED七段顯示器顯示出缺陷的信息。
以上所述僅為本實用新型的優選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅限于上述實施方式，凡是屬于本實用新型原理的技術方案均屬于本實用新型的保護范圍。對于本領域的技術人員而言，在不脫離本實用新型的原理的前提下進行的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測裝置，其特征在于:包括主控單元(I)、信號發生單元(2)、功率放大單元(3)、渦流傳感器(4)、信號調理單元(5)和顯示單元￠)，所述渦流傳感器(4)包括激勵線圈和檢測線圈，所述信號調理單元(5)由依次相連的放大電路、濾波電路、整形電路、A/D轉換電路組成，所述主控單元⑴控制信號發生單元(2)產生矩形脈沖信號并作為激勵信號輸入功率放大單元(3)，所述功率放大單元(3)將所述激勵信號進行放大處理后輸入渦流傳感器(4)的激勵線圈，所述渦流傳感器(4)的檢測線圈在所述激勵信號的作用下采集被檢測鑄件信息并將檢測信號輸出給信號調理單元(5)， 所述信號調理單元(5)將所述檢測信號進行放大、濾波、整形、A/D轉換后送入主控單元(I)，所述主控單元(I)根據輸入的被檢測鑄件信息進行缺陷識別并通過顯示單元(6)顯示檢測結果。
2.根據權利要求1所述的基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測裝置，其特征在于:所述渦流傳感器(4)的激勵線圈為矩形線圈。
3.根據權利要求2所述的基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測裝置，其特征在于:所述激勵線圈由繞制400匝、直徑為0.22mm的漆包線組成，且所述激勵線圈的長寬高分別為50mm、45mm、45mm0
4.根據權利要求1所述的基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測裝置，其特征在于:所述渦流傳感器(4)的檢測線圈為圓柱形線圈。
5.根據權利要求4所述的基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測裝置，其特征在于:所述檢測線圈由繞制800匝、直徑為0.1Omm的漆包線組成，且所述檢測線圈的內徑為2mm、外徑為4mm、長 6mm。
6.根據權利要求1 5中任 意一項所述的基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測裝置，其特征在于:所述檢測線圈中插設有鐵基納米晶合金磁芯。
專利摘要本實用新型公開了一種基于脈沖渦流的鑄件缺陷檢測裝置，包括主控單元、信號發生單元、功率放大單元、渦流傳感器、信號調理單元和顯示單元，渦流傳感器包括激勵線圈和檢測線圈，主控單元控制信號發生單元產生矩形脈沖信號并作為激勵信號輸入功率放大單元，功率放大單元將激勵信號進行放大處理后輸入渦流傳感器的激勵線圈，渦流傳感器的檢測線圈在激勵信號的作用下采集被檢測鑄件信息并將檢測信號輸出給信號調理單元，信號調理單元將檢測信號進行放大、濾波、整形、A/D轉換后送入主控單元，主控單元根據輸入的被檢測鑄件信息進行缺陷識別并通過顯示單元顯示檢測結果。本實用新型具有檢測靈敏度高、電路結構簡單、成本低、抗干擾能力強的優點。
文檔編號G01N27/90GK203133027SQ20132014467
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月15日 優先權日2013年3月15日
發明者陳躍東, 曹龍, 宋少雷, 陳孟元 申請人:安徽工程大學