[发明专利]一种实时高精度ACFM裂纹状态监测系统

权利要求书

1.一种实时高精度ACFM裂纹状态监测系统，其特征在于：该ACFM裂纹状态监测系统包括：

用于在待监测钢结构表面感应出匀速旋转、均强电磁场的旋转磁场信号激励源(11)；

用于控制监测探头运动及其监测方式，实现自动化监测钢结构表面的ACFM监测移动平台(19)；

用于驱动ACFM监测移动平台的平台驱动电源模块(20)；

用于获取监测探头的实时位移信号，并对所获取的位移信号进行输出的位移传感器(13)；

用于在待监测钢结构表面进行扫描和固定监测，获取待监测结构的表面缺陷引起的旋转磁场畸变信号，并对所获取的旋转磁场畸变信号进行输出的监测探头(12)；

与所述监测探头(12)相连接，用于接收所述监测探头(12)输出的旋转磁场畸变信号，对旋转磁场畸变信号进行放大及滤波预处理，并对预处理后的旋转磁场畸变信号进行输出的信号调理模块(14)；

与所述信号调理模块(14)相连接，用于接收所述信号调理模块(14)预处理后的旋转磁场畸变信号，对处理后的旋转磁场畸变信号进行互相关矢量运算，并对操作后所得的旋转磁场畸变信号幅度与对应的相位模拟量进行输出的锁相放大模块(15)；

与所述位移传感器(13)、锁相放大模块(15)相连接，用于接收所述位移传感器(13)输出的位移信号、所述锁相放大模块(15)输出的旋转磁场畸变信号，对这些信号进行数模转换、采集、存储，用于接收监测机构控制模块(175)输出信号，并将该信号传递给电机驱动装置(202)的PLC下位机(16)；

与所述PLC下位机(16)相连接，用于接收所述PLC下位机(16)输出的旋转磁场畸变及位移信号，对旋转磁场畸变及位移数字信号进行采集，并根据监测机构控制模块(175)给PLC下位机(16)指令的系统控制子系统(17)；

与所述系统控制子系统(17)相连接，用于接收所述系统控制子系统(17)采集的旋转磁场畸变及位移数字信号，对旋转磁场畸变及位移数字信号进行处理，并对待监测结构表面的裂纹状态进行实时监督、智能分析、识别及缺陷预警的缺陷智能识别子系统(18)。

2.如权利要求1所述的实时高精度ACFM裂纹状态监测系统，其特征在于：所述旋转磁场信号激励源(11)采用两组相互垂直的第一激励线圈(114)及第二激励线圈(115)绕制在正交的双U型磁芯上方，通过信号发生器(111)、功率放大电路(112)、移相电路(113)分别给第一激励线圈(114)及第二激励线圈(115)通入幅值、频率相同，相位相差90度的正弦交流信号；所述平台驱动电源模块(20)包括，S-250-24开关电源(201)、用于接收PLC下位机(16)传递的监测机构控制模块(175)输出信号的电机驱动装置(202)、经过电机启动装置(203)、电流短路熔断保护装置(204)和将电流、转速信号输出给监测移动平台(19)的第一驱动电机(1)和第二驱动电机(7)。

3.如权利要求2所述的实时高精度ACFM裂纹状态监测系统，其特征在于：所述双U型磁芯采用双U型锰锌铁氧体磁芯；所述信号发生器(111)的正弦交流信号采用精密函数发生器ICL8038产生；所述移相电路(113)采用RC移相电路，通过改变电阻值，得到与输入信号大小、频率相同，但相位相差90度的正弦交流信号。

4.如权利要求2所述的实时高精度ACFM裂纹状态监测系统，其特征在于：所述电机驱动装置(202)采用DCM8055/8028，接收PLC下位机(16)输出的电动机驱动参数信号；所述电机启动装置(203)采用Lc1D09...C单个接触器、电流短路熔断保护装置(204)采用RT28N-32x低压熔断器，接收所述电机驱动装置(202)输出的电流，启动电机、对电路短路进行保护。

5.如权利要求1所述的实时高精度ACFM裂纹状态监测系统，其特征在于：所述位移传感器(13)采用NS-WY06，其结构为两个拉线式位移传感器分别固定在两个步进电机的正下方；所述第一驱动电机(1)和第二驱动电机(7)分别布置在相互垂直且在平行水平面上的螺杆(3)上，随螺杆(3)的旋转在平面内各自运动，实时获取监测探头(12)的位置信息；所述监测探头(12)包括扫描监测探头和固定监测探头，均采用2维阵列结构，其中扫描监测探头采用nx1维模式，固定监测探头采用nxm维模式，n、m是每一个单独的检测探头，为大于等于1的整数，每一个检测探头包含一对正交的磁场水平和垂直分量的检测线圈。