一种基于涡流无损金属探伤在线检定方法及系统技术方案

本发明专利技术属于无损金属探伤在线检定技术领域，尤其涉及一种基于涡流无损金属探伤在线检定方法，本发明专利技术同时提供一种基于涡流无损金属探伤在线检定系统，所述探伤在线检定方法包括等效电路、等效电阻、等效电感、等效电压、通过测量激励线圈实际电压U0与激励线圈等效电压U的变化量△U，确定金属探伤等级，本发明专利技术解决了现有技术存在由于传统的无损检测方法已不能满足现代金属探测要求且又不具有相适应的新的金属探测方法，从而导致目前的无损检测工艺不具有完整性、系统性以及实用性的问题，具有完整性、系统性以及实用性的涡流无损检测工艺、针对性的提取有效检测信息、自动化探伤能力高、提高了系统的整体实时处理速度、适用于精密电测量的应用的有益技术效果。

An on-line testing method and system based on eddy current nondestructive metal flaw detection

The invention belongs to the technical field of on-line nondestructive metal inspection, in particular to an on-line eddy current nondestructive metal inspection method. The invention also provides an on-line eddy current nondestructive metal inspection system. The on-line inspection method includes equivalent circuit, equivalent resistance, equivalent inductance and equivalent electricity. By measuring the variation of the actual voltage U 0 of the excitation coil and the equivalent voltage U of the excitation coil, the metal detection grade is determined. The present invention solves the problem that the traditional nondestructive testing method can not meet the requirements of modern metal detection and can not adapt to the new metal detection method, which leads to the present technology. Nondestructive testing technology is not complete, systematic and practical. It has integrity, systematic and practical eddy current nondestructive testing technology, targeted extraction of effective testing information, high automatic detection capability, improved the overall real-time processing speed of the system, suitable for the application of precision electrical measurement. Beneficial technical effect.

【技术实现步骤摘要】
一种基于涡流无损金属探伤在线检定方法及系统
本专利技术属于无损金属探伤在线检定
，尤其涉及一种基于涡流无损金属探伤在线检定方法，本专利技术同时提供一种基于涡流无损金属探伤在线检定系统。
技术介绍
目前，金属探伤是指探测金属材料或部件内部的裂纹或缺陷随着制造业的迅速发展，对产品质量检验的要求越来越高，需要对越来越多的关键、复杂零部件甚至产品内部缺陷进行严格探伤和内部结构尺寸精确测量，传统的无损检测方法如超声波检测、射线照相检测等测量方法已不能满足要求，于是，许多先进的无损检测技术被开发应用于这些领域，现有技术存在由于传统的无损检测方法已不能满足现代金属探测要求且又不具有相适应的新的金属探测方法，从而导致目前的无损检测工艺不具有完整性、系统性以及实用性的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于涡流无损金属探伤在线检定方法及系统，以解决上述
技术介绍
中提出了现有技术存在由于传统的无损检测方法已不能满足现代金属探测要求且又不具有相适应的新的金属探测方法，从而导致目前的无损检测工艺不具有完整性、系统性以及实用性的问题。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种基于涡流无损金属探伤在线检定方法，包括：等效电路：将激励线圈与被检测金属等效为感性互耦电路，所述感性互耦电路包括由激励源E1、激励线圈电阻R1以及激励线圈电感L1串联的初级回路和由被检测金属电阻R2和被检测金属电感L2串联的次级回路，所述激励线圈电感L1与被检测金属电感L2互相耦合；等效阻抗：等效电阻：通过电阻等效方程确定激励线圈等效电阻；所述电阻等效方程为所述R为激励线圈等效电阻；所述R1为激励线圈电阻R1的电阻值；所述R2为被检测金属电阻R2的电阻值；所述L1为激励线圈电感L1的电感量；所述L2为被检测金属电感L2的电感量；所述M为激励线圈电感L1与被检测金属电感L2的互感系数；所述ω为激励源E1的角频率；等效电感：通过电感等效方程确定激励线圈等效电感；所述电感等效方程为所述L为激励线圈等效电感；所述R1为激励线圈电阻R1的电阻值；所述R2为被检测金属电阻R2的电阻值；所述L1为激励线圈电感L1的电感量；所述L2为被检测金属电感L2的电感量；所述M为激励线圈电感L1与被检测金属电感L2的互感系数；所述ω为激励源E1的角频率；等效电压：根据基尔霍夫定律，通过电压等效方程确定激励线圈等效电压；所述电压等效方程为：U＝jωLⅠ+RⅠ；所述U为激励线圈等效电压；所述L为激励线圈等效电感；所述R为激励线圈等效电阻；所述Ⅰ为激励线圈等效阻抗内的电流；所述ω为激励源E1的角频率；通过测量激励线圈实际电压U0与激励线圈等效电压U的变化量△U，确定金属探伤等级。进一步：所述互感系数方程为所述M为互感系数；所述k为耦合系数；所述L1为激励线圈电感量；所述L2为被检测金属电感量；进一步：所述感性互耦电路包括电阻R1，所述电阻R1的一端连接于激励源E1的正极，所述电阻R1的一端连接于电感L1的一端，所述电感L1的另一端连接于激励源E1的负极，所述电感L1耦合于电感L2，所述电感L2的一端连接于电阻R2的一端，所述R2的一端连接于电感L2的另一端。同时，本专利技术还提供一种基于涡流无损金属探伤在线检定系统，包括：等效电路形成模块用于将激励线圈与被检测金属等效为感性互耦电路，所述感性互耦电路包括由激励源E1、激励线圈电阻R1以及激励线圈电感L1串联的初级回路和由被检测金属电阻R2和被检测金属电感L2串联的次级回路，所述激励线圈电感L1与被检测金属电感L2互相耦合；等效阻抗形成模块用于：等效电阻：通过电阻等效方程确定激励线圈等效电阻；所述电阻等效方程为所述R为激励线圈等效电阻；所述R1为激励线圈电阻R1的电阻值；所述R2为被检测金属电阻R2的电阻值；所述L1为激励线圈电感L1的电感量；所述L2为被检测金属电感L2的电感量；所述M为激励线圈电感L1与被检测金属电感L2的互感系数；所述ω为激励源E1的角频率；等效电感：通过电感等效方程确定激励线圈等效电感；所述电感等效方程为所述L为激励线圈等效电感；所述R1为激励线圈电阻R1的电阻值；所述R2为被检测金属电阻R2的电阻值；所述L1为激励线圈电感L1的电感量；所述L2为被检测金属电感L2的电感量；所述M为激励线圈电感L1与被检测金属电感L2的互感系数；所述ω为激励源E1的角频率；等效电压形成模块用于：等效电压：根据基尔霍夫定律，通过电压等效方程确定激励线圈等效电压；所述电压等效方程为：U＝jωLⅠ+RⅠ；所述U为激励线圈等效电压；所述L为激励线圈等效电感；所述R为激励线圈等效电阻；所述Ⅰ为激励线圈等效阻抗内的电流；所述ω为激励源E1的角频率；探伤等级判定模块用于通过测量激励线圈实际电压U0与激励线圈等效电压U的变化量△U，确定金属探伤等级。进一步，所述探伤等级判定模块包括探伤等级判定电路，所述探伤等级判定电路包括放大电路，所述放大电路用于测量激励线圈通过激励线圈实际电压U0，所述放大电路的正端连接于激励线圈正极，所述放大电路的负端连接于激励线圈负极，所述放大电路的输出端连接于减法电路的正端。进一步，所述减法电路用于通过测量激励线圈实际电压U0与激励线圈等效电压U的变化量△U，所述减法电路正端连接于放大电路的输出端，所述减法电路负端连接于等效电压基准电路输出端，所述减法电路输出端连接于分级比较电路输入端。进一步，所述探伤等级判定电路还包括等效电压基准电路，所述等效电压基准电路用于产生激励线圈等效电压U的基准电压，所述等效电压基准电路输入端输入积分脉冲，所述等效电压基准电路输出端连接于减法电路负端。进一步，所述探伤等级判定电路还包括分级比较电路，所述分级比较电路用于确定金属探伤等级，所述分级比较电路包括电压比较器阵列，所述分级比较电路输入端连接于减法电路输出端，所述分级比较电路的电压比较器阵列的相应的输出端连接于相应的指示灯。进一步，所述涡流无损金属探伤在线检定系统包括探头，所述探头包括激励线圈。进一步，当包含激励线圈的探头接触于被检测金属表面时，通过放大电路测量激励线圈实际电压U0，通过减法电路得到激励线圈实际电压U0与通过等效电压基准电路得到的激励线圈等效电压U的变化量△U，通过分级比较电路确定金属探伤等级。有益技术效果：1、本专利采用等效电路：将激励线圈与被检测金属等效为感性互耦电路，所述感性互耦电路包括由激励源E1、激励线圈电阻R1以及激励线圈电感L1串联的初级回路和由被检测金属电阻R2和被检测金属电感L2串联的次级回路，所述激励线圈电感L1与被检测金属电感L2互相耦合，等效阻抗：等效电阻：通过电阻等效方程确定激励线圈等效电阻；等效电感：通过电感等效方程确定激励线圈等效电感；等效电压：根据基尔霍夫定律，通过电压等效方程确定激励线圈等效电压；通过测量激励线圈实际电压U0与激励线圈等效电压U的变化量△U，确定金属探伤等级，由于在阻抗分析中，将激励线圈靠近被测导体试件的模型可等效为变压器初级线圈与次级线圈的关系，其中，探头的激励线圈被看成是变压器的初级线圈，被测导体试件中感生出来的涡流被看作是变压器的次级线圈，因此，通过电阻等效方程和电感等效方程，得出等效电阻和等效电感，通过等效电阻和等效电感，进而得出等效电压，等效电压实际上就是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于涡流无损金属探伤在线检定方法，其特征在于，包括：等效电路：将激励线圈与被检测金属等效为感性互耦电路，所述感性互耦电路包括由激励源E1、激励线圈电阻R1以及激励线圈电感L1串联的初级回路和由被检测金属电阻R2和被检测金属电感L2串联的次级回路，所述激励线圈电感L1与被检测金属电感L2互相耦合；等效阻抗：等效电阻：通过电阻等效方程确定激励线圈等效电阻；所述电阻等效方程为

【技术特征摘要】
1.一种基于涡流无损金属探伤在线检定方法，其特征在于，包括：等效电路：将激励线圈与被检测金属等效为感性互耦电路，所述感性互耦电路包括由激励源E1、激励线圈电阻R1以及激励线圈电感L1串联的初级回路和由被检测金属电阻R2和被检测金属电感L2串联的次级回路，所述激励线圈电感L1与被检测金属电感L2互相耦合；等效阻抗：等效电阻：通过电阻等效方程确定激励线圈等效电阻；所述电阻等效方程为所述R为激励线圈等效电阻；所述R1为激励线圈电阻R1的电阻值；所述R2为被检测金属电阻R2的电阻值；所述L1为激励线圈电感L1的电感量；所述L2为被检测金属电感L2的电感量；所述M为激励线圈电感L1与被检测金属电感L2的互感系数；所述ω为激励源E1的角频率；等效电感：通过电感等效方程确定激励线圈等效电感；所述电感等效方程为所述L为激励线圈等效电感；所述R1为激励线圈电阻R1的电阻值；所述R2为被检测金属电阻R2的电阻值；所述L1为激励线圈电感L1的电感量；所述L2为被检测金属电感L2的电感量；所述M为激励线圈电感L1与被检测金属电感L2的互感系数；所述ω为激励源E1的角频率；等效电压：根据基尔霍夫定律，通过电压等效方程确定激励线圈等效电压；所述电压等效方程为：U＝jωLⅠ+RⅠ；所述U为激励线圈等效电压；所述L为激励线圈等效电感；所述R为激励线圈等效电阻；所述Ⅰ为激励线圈等效阻抗内的电流；所述ω为激励源E1的角频率；通过测量激励线圈实际电压U0与激励线圈等效电压U的变化量△U，确定金属探伤等级。2.根据权利要求1所述的一种基于涡流无损金属探伤在线检定方法，其特征在于：所述互感系数方程为所述M为互感系数；所述k为耦合系数；所述L1为激励线圈电感量；所述L2为被检测金属电感量。3.根据权利要求1所述的一种基于涡流无损金属探伤在线检定方法，其特征在于：所述感性互耦电路包括电阻R1，所述电阻R1的一端连接于激励源E1的正极，所述电阻R1的一端连接于电感L1的一端，所述电感L1的另一端连接于激励源E1的负极，所述电感L1耦合于电感L2，所述电感L2的一端连接于电阻R2的一端，所述R2的一端连接于电感L2的另一端。4.一种基于涡流无损金属探伤在线检定系统，其特征在于，包括：等效电路形成模块用于将激励线圈与被检测金属等效为感性互耦电路，所述感性互耦电路包括由激励源E1、激励线圈电阻R1以及激励线圈电感L1串联的初级回路和由被检测金属电阻R2和被检测金属电感L2串联的次级回路，所述激励线圈电感L1与被检测金属电感L2互相耦合；等效阻抗形成模块用于：等效电阻：通过电阻等效方程确定激励线圈等效电阻；所述电阻等效方程为所述R为激励线圈等效电阻；所述R1为激励线圈电阻R1的电阻值；所述R2为被检测金属电阻R2的电阻值；所述L1为激励线圈电感L1的电感量；所述L2为被检测金属电感L2的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赛耀樟，
申请(专利权)人：鲁东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37