涡流检测 教学课件 ppt 作者 任吉林 2+涡流检测仪器与器材
54页1、涡流检测仪器与器材 宋 凯 南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室,目录,2.2 涡流检测仪器,2.1 涡流传感器,2.3 试样与辅助装置,2 涡流检测仪器与器材,一、概述,第一代产品分立元件,单频,一维显示 第二代产品集成电路、平面阻抗,二维显示 第三代产品软硬件一体、多频、混频 第四代产品数字化、多通道技术、频谱分析、 涡流成像 第五代产品DSP技术、阵列技术、集成技术、 通信技术等多技术相互融合,按用途 探伤仪 材料分选仪(电导率仪) 测厚仪 多功能检测仪 技术特性 单频涡流 多频涡流 远场涡流 多通道涡流(涡流阵列检测)涡流扫描成像 电扰动涡流 低频电磁场 视频涡流 焊缝涡流检测,低频涡流检测系统,金属材料涡流分选系统,SMART-97专用于飞行器检测,SMART-2005智能涡流/超声检测仪,2.1 涡流传感器,检测元件,检测线圈 激励和拾取信号 根据被检构件设计不同类型和大小的传感器 受温度影响较小,可适用于高温检测 霍尔传感器等元件 拾取磁场信息 温度影响大 灵敏度差异较大,按感应方式,自感式(参量式),互感式(变压器式),按应用方式,外穿过式,内穿过式,放置式,按比
2、较方式,绝对式 自比较式 他比较式,线圈与仪器的连接方式,电桥连接,绝对式,差动式,涡流探头检测的缺陷类型,环绕型线圈:管材或棒材,对纵向且在径向具有不同深度的裂纹、折叠、未焊透等检测灵敏度高;差动式线圈对长条状缺陷端部敏感,对中间区域无信号;对于管、棒的分层缺陷,信号较小; 放置式线圈:裂纹检测灵敏度高;腐蚀坑采用自比差动式线圈信号变化平缓;分层缺陷难以发现;垂直于试件表面的裂纹,涡流垂直开裂面,探头以何种角度扫过缺陷,涡流响应都基本一致。,线圈电感的计算,2.2 涡流检测仪器,涡流检测仪器,原理性仪器 幅值显示仪器,阻抗平面分析显示涡流仪,1、激励电路,激励信号发生器主要是给涡流探头提供所需频率的正弦波激励信号; 分立器件:电路简单、易起振、频率稳定性较好,但是功耗很高,容易产生杂波,不易精确调节振荡频率 集成芯片:能产生多种波形,且具有频率范围广、精度高、频率稳定等诸多优点,如MAX038 数字合成:能够产生任意波形并达到很高的频率。但外围电路复杂、成本较高,如AD9833,MAX038是MAXIM公司宽带波形发生器,产生1Hz-20MHz宽频带、高精度、占空比可调的正弦波、三角
3、波或矩形波;各种波形的输出幅度可达2V(峰峰);可实现占空比和频率调节。,ADI公司生产AD9833,产生正弦波、三角波、方波输出。AD9833无需外接元件,输出频率和相位都可通过软件编程,易于调节,频率寄存器是28位的,主频时钟为25MHz时,精度为0.1Hz,主频时钟为1MHz时,精度可以达到0.004Hz。,查询表包括幅值和相位信息,映射成正弦波幅度的数字量信号,取DAC输出模拟量,,AD9833输出的正弦波信号幅度只有0.6V0.8V左右,并且包含有高次谐波分量,不能直接作为探头的激励信号,必须经过滤波、放大和驱动电路后才能加载到检测探头之上。,有源滤波器的传递函数(A点到B点)为: 其中 为有源滤波器通带增益; 1/(R29*C100)为特征角频率; Q为等效品质因数,当其为0.707时幅频响应较平坦,当大于0.707时,将出现峰值; B点到C点为一反相放大电路,将激励信号进一步放大,放大增益为,加载到探头上的激励信号不光要有一定的电压大小,还要有一定的驱动电流,而一般运放的电流驱动能力只有20mA左右,不能满足要求。,其中R41和R43为三极管Q1和Q3的导通提供偏置电压;
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