基于圓角矩形陣列探頭的脈沖渦流缺陷檢測成像系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及脈沖渦流缺陷檢測技術領域，尤其是一種基于圓角矩形陣列探頭的脈沖渦流缺陷檢測成像系統。
【背景技術】
[0002]隨著工業社會的高速發展，高強度鋼板在大型船舶，橋梁，電站設備，中、高壓鍋爐，高壓容器，機車車輛，起重機械，礦山機械有著廣泛的應用，已成為現代工業中不可缺少的一部分。為了避免因高強度鋼板的缺陷引發的安全事故，定期檢查高強度鋼板的腐蝕缺陷，磨損情況及評估其可靠性，和使用壽命。脈沖渦流作為一種新型的檢測技術，具有穿透能力強，包含豐富信息等優點，在鐵磁性構件檢測中有一定優勢，脈沖渦流檢測對缺陷成像，使得檢測結果很直觀和清晰。傳統脈沖渦流缺陷成像檢測，以幅值作為特征量來調節圖像的灰度，缺陷邊緣難以提取，成像不準確，精度差。
【發明內容】
[0003]為了克服現有的不足，本發明提供了一種基于圓角矩形陣列探頭的脈沖渦流缺陷檢測成像系統。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種基于圓角矩形陣列探頭的脈沖渦流缺陷檢測成像系統，包括圓角矩形陣列探頭和脈沖渦流缺陷成像系統軟件，圓角矩形陣列探頭上設有激勵線圈和霍爾傳感器，圓角矩形陣列探頭內部設有模塊系統，圓角矩形陣列探頭底部設有被測試件，被測試件上設有缺陷。
[0005]根據本發明的另一個實施例，進一步包括，圓角矩形陣列探頭的下表面與被測試件表面平行，圓角矩形陣列探頭到被測試件表面的距離為1.2mm。
[0006]根據本發明的另一個實施例，進一步包括，霍爾傳感器為4X4陣列分布，位于圓角矩形陣列探頭的下方。
[0007]根據本發明的另一個實施例，進一步包括，模塊系統包括STC89C52模塊、脈沖信號發生模塊、功率放大電路、五階有源低通濾波電路、信號調理電路、16路高速數據采集卡，STC89C52模塊控制脈沖信號發生模塊，輸出占空比和頻率可調的方波信號，通過功率放大電路把信號進行放大，并將信號傳遞給霍爾傳感器進行檢測，霍爾傳感器檢測的信號經過五階有源低通濾波電路消除高頻噪聲，檢測信號再經過信號調理電路進行調理，調理后輸送給16路高速數據采集卡，并將檢測信號實時送入計算機，交由計算機脈沖渦流缺陷成像系統軟件處理，在計算機上輸出缺陷圖像。
[0008]根據本發明的另一個實施例，進一步包括，所述計算機脈沖渦流缺陷成像系統軟件的信號采集過程如下:
(1)設定成像軟件系統參數初始值；
(2)16路高速數據采集卡將實時采集的信號數據送入計算機脈沖渦流缺陷成像系統軟件中，在圓角矩形陣列探頭掃描過程中，計算機脈沖渦流缺陷成像系統軟件將每次采集的瞬態感應信號的峰值以圖像形式連續顯示，形成信號峰值掃描波形圖；
(3)通過改進的多傳感器數據融合算法對16路高速數據采集卡測得的數據的真實性進行判別，找出不同傳感器數據之間的相互關系，對這些測量數據進行一致性檢查，剔除其中數據誤差大于8%的數組且至少保留12組數據，即得最佳融合數組，利用加權平均法對通過一致性檢查的數據進行融合，最后得到最佳的融合結果。
[0009](4)融合后的數據信號采用主成分分析方法處理后，只提取經過缺陷的圓角矩形陣列探頭單元的信號特征量；
(5)瞬態感應信號的過零時間特征值決定缺陷的深度，通過特征量過零時間調節圖像灰度，過零時間及其擬合曲線，確定缺陷的位置，從而形成缺陷深度側視圖。
[0010](6)當圓角矩形陣列探頭從缺陷上掃描時，在進入和離開缺陷時，瞬態感應信號出現兩個極值點，采用主成分分析法只提取經過缺陷的圓角矩形陣列探頭單元峰值掃描波形的兩個極值，識別出缺陷邊緣；由特征量峰值調節圖像的灰度值，顯示缺陷的程度，從而形成缺陷程度俯視圖。
[0011]本發明的有益效果是，基于圓角矩形陣列探頭的脈沖渦流缺陷檢測成像系統是以采用瞬態感應信號的峰值和過零時間作為特征量，通過脈沖渦流缺陷成像系統軟件處理，不僅提高了鐵磁性構件檢測信號的靈敏度，而且提高了圖像邊緣識別的準確性和成像的精度。
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0013]圖1是圓角矩形陣列探頭的脈沖渦流缺陷檢測成像系統流程圖；
圖2是4X4陣列分布的霍爾傳感器在激勵線圈底面排布的示意圖；
圖3是試件內部渦流的磁感線分布示意圖；
圖4是脈沖信號發生電路；
圖5是功率放大電路；
圖6是有源低通濾波電路；
圖7是?目號調理電路；
圖中1、圓角矩形陣列探頭，2、脈沖渦流缺陷成像系統軟件，3、激勵線圈，4、霍爾傳感器，5、模塊系統，6、被測試件，7、缺陷，8、STC89C52模塊，9、脈沖信號發生模塊，1、功率放大電路，11、五階有源低通濾波電路，12、信號調理電路，13、16路高速數據采集卡。
[0014]【具體實施方式】3
如圖1是本發明的結構示意圖，一種基于圓角矩形陣列探頭的脈沖渦流缺陷檢測成像系統，包括圓角矩形陣列探頭I和脈沖渦流缺陷成像系統軟件2，其特征是，所述圓角矩形陣列探頭I上設有激勵線圈3和霍爾傳感器4，所述圓角矩形陣列探頭I內部設有模塊系統5，所述圓角矩形陣列探頭I底部設有被測試件6，所述被測試件6上設有缺陷7。
[0015]根據本發明的另一個實施例，進一步包括，所述圓角矩形陣列探頭I的下表面與被測試件6表面平行，圓角矩形陣列探頭I到被測試件6表面的距離為1.2mm。
[0016]根據本發明的另一個實施例，進一步包括，所述霍爾傳感器4為4X4陣列分布，位于圓角矩形陣列探頭I的下方。
[0017]根據本發明的另一個實施例，進一步包括，所述模塊系統5包括STC89C52模塊8、脈沖信號發生模塊9、功率放大電路10、五階有源低通濾波電路11、信號調理電路12、16路高速數據采集卡13，STC89C52模塊8控制脈沖信號發生模塊9，輸出占空比和頻率可調的方波信號，通過功率放大電路10把信號進行放大，并將信號傳遞給霍爾傳感器4進行檢測，霍爾傳感器4檢測的信號經過五階有源低通濾波電路11消除高頻噪聲，檢測信號再經過信號調理電路12進行調理，調理后輸送給16路高速數據采集卡13，并將檢測信號實時送入計算機，交由計算機脈沖渦流缺陷成像系統軟件2處理，在計算機上輸出缺陷圖像。
[0018]根據本發明的另一個實施例，進一步包括，所述計算機脈沖渦流缺陷成像系統軟件2的信號采集過程如下:
I設定成像軟件系統參數初始值；
216路高速數據采集卡13將實時采集的信號數據送入計算機脈沖渦流缺陷成像系統軟件2中，在圓角矩形陣列探頭I掃描過程中，計算機脈沖渦流缺陷成像系統軟件2將每次采集的瞬態感應信號的峰值以圖像形式連續顯示，形成信號峰值掃描波形圖；
3通過改進的多傳感器數據融合算法對16路高速數據采集卡13測得的數據的真實性進行判別，找出不同傳感器數據之間的相互關系，對這些測量數據進行一致性檢查，剔除其中數據誤差大于8%的數組且至少保留12組數據，即得最佳融合