【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种便携式磁场成像装置及成像方法，属于磁场测量及成像。
技术介绍
1、针对飞机、船舶和航天器多工作在高温、高压和高速等复杂环境下，导致其关键部件中铁磁性材料极易出现裂纹、压痕、撕裂、凹痕、烧伤和腐蚀等缺陷，常采用磁场成像装置进行检测。
2、现有的磁场成像装置多采用三维机械运动平台带动磁敏感探头进行三维扫描获取磁场数据的方法，最终将数据传输到计算机中利用matlab软件绘制图像，这类方法往往只能实现单一传感器探头检测，且测量点稀疏、仪器因传感器磁敏感方向单一，以及测量点稀疏从而需要过多的机械结构实现空间多点测量导致不便携、操作繁琐、测量速度慢，且价格昂贵。
3、由于上述原因，有必要对现有的磁场成像装置进行深入研究，以解决上述问题，实现磁场成像装置小型化。
技术实现思路
1、为了克服上述问题，本专利技术人进行了深入研究，设计出一种便携式磁场成像装置，包括阵列式磁场传感器、传感器变焦机构、多路差分输出电压信号处理电路和显示屏，所述传感器变焦机构用于调整阵列式磁场传感器与待测物体之间的相对位置，所述多路差分输出电压信号处理电路用于将阵列式磁场传感器检测的模拟信号转化为磁场数字信息。
2、在一个优选的实施方式中，所述磁场传感器包括多个阵列排布的磁敏感元件或器件，可同时获取待测平面内多点磁场信息。
3、在一个优选的实施方式中，所述传感器变焦机构为自由伸缩机构。当进行变焦时通过传感器变焦机构驱动阵列式磁场传感器沿指定方向进行步进式移动
4、在一个优选的实施方式中，所述阵列式磁场传感器与传感器变焦机构可拆卸连接。
5、在一个优选的实施方式中，所述多路差分输出电压信号处理电路包括信号编码器(例如74hc161和lm324)、多路选通(例如cd4067)、仪表放大器(例如ad620)、a/d转换电路和单片机(例如stm32f103)，通过信号编码器将不同磁敏感元件或器件输出的模拟信号进行编码，
6、通过多路选通开关依次获得磁场传感器中不同磁敏感元件或器件输出的模拟信号，
7、所述仪表放大器用于将编码信号进行电压放大，所述a/d转换电路用于将放大后的编码信号转化为数字信号，
8、所述单片机用于控制信号处理电路并进行磁场成像以供显示屏显示成像结果。
9、在一个优选的实施方式中，单片机将数字电平值从磁场信息矩阵中提取出来，转换为磁场信息，分配对应的rgb颜色值，将对应的颜色填充到显示屏对应位置的网格中，最后以图像的形式在显示屏展现出测量待测的磁场信息。
10、本方法还公开了一种便携式磁场成像方法，采用上述便携式磁场成像装置进行，包括以下步骤：
11、s1、对阵列式磁场传感器进行调零；
12、s2、对阵列式磁场传感器进行线性度标定；
13、s3、对待测物体进行测量，获得磁场信息，显示在显示屏上。
14、在一个优选的实施方式中，s1中，对阵列式磁场传感器中的每个磁敏感元件或器件逐一进行调节，当磁敏感元件或器件的ad值处于2048±10的范围内时，无需调节，当检测的ad值大于或小于上述范围时，在相应的位置上进行标记，例如标记为“*”，以便设定校正偏差值对该磁敏感元件或器件进行校正。
15、在一个优选的实施方式中，s2中，将阵列式磁场传感器从壳体中取出，置入磁场发生器中，磁场发生器产生标定的磁场，在同一标定的磁感应强度下分别获取每个磁敏感元件或器件的检测结果，根据检测结果对每个磁敏感元件或器件进行线性度标定，使得磁敏感元件或器件满足线性度标准。
16、在一个优选的实施方式中，s3中，通过传感器变焦机构改变阵列式磁场传感器与待测物体的相对位置，进行多平面内磁场测量，获得待测空间内多个被测量点的磁场信息。
17、本专利技术所具有的有益效果包括：
18、(1)针对待测空间多点磁场高速测量问题，本专利技术采用阵列式磁场传感器同时获取待测平面内多点磁场信息，并通过传感器变焦机构进行多平面测量，可高速采集待测空间内多个被测量点的磁场信息，且成像装置体积小，具有较好的便携性。
19、(2)针对阵列式磁场传感器多路输出电压信号调理问题，本专利技术采用信号编码器、多路选通开关、仪表放大器、a/d转换电路和单片机相结合的方式，简化了电路结构，高效地完成了信号的数字化。
20、(3)本专利技术通过构建磁场成像模型完成磁场信息与待测空间位置坐标相对应并将数字信号转换为磁场信息，最终以可视化的形式展现出待测空间内磁场信息。
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1.一种便携式磁场成像装置，其特征在于，包括阵列式磁场传感器、传感器变焦机构、多路差分输出电压信号处理电路和显示屏，
2.根据权利要求1所述的便携式磁场成像装置，其特征在于，所述阵列式磁场传感器由m×m个阵列排布的磁敏感元件或器件组成。
3.根据权利要求1所述的便携式磁场成像装置，其特征在于，所述传感器变焦机构为自由伸缩机构，阵列式磁场传感器通过传感器变焦机构可在n个待测平面内进行磁场测量，采集待测空间内多个被测量点的磁场信息。
4.根据权利要求1所述的便携式磁场成像装置，其特征在于，所述多路差分输出电压信号处理电路包括信号编码器、多路选通开关、仪表放大器、A/D转换电路和单片机，通过信号编码器将不同磁敏感元件或器件输出的模拟信号进行编码，
5.根据权利要求1所述的便携式磁场成像装置，其特征在于，所述单片机进行坐标映射并将数字信号转换为磁场信息，将磁场信息转化为颜色信息，最后通过显示屏以图像的形式展现出来。
6.一种便携式磁场成像方法，其特征在于，采用如权利要求1-5之一所述便携式磁场成像装置进行，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种便携式磁场成像装置，其特征在于，包括阵列式磁场传感器、传感器变焦机构、多路差分输出电压信号处理电路和显示屏，
2.根据权利要求1所述的便携式磁场成像装置，其特征在于，所述阵列式磁场传感器由m×m个阵列排布的磁敏感元件或器件组成。
3.根据权利要求1所述的便携式磁场成像装置，其特征在于，所述传感器变焦机构为自由伸缩机构，阵列式磁场传感器通过传感器变焦机构可在n个待测平面内进行磁场测量，采集待测空间内多个被测量点的磁场信息。
4.根据权利要求1所述的便携式磁场成像装置，其特征在于，所述多路差分输出电压信号处理电路包括信号编码器、多路选通开关、仪表放大器、a/d转换电路和单片机，通过信号编码器将不同磁敏感元件或器件输出的模拟信号进行编码，
5.根据权利要求1所述的便携式磁场成像装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓锋，熊事霖，陈子轩，温殿忠，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：
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