[发明专利]齿轮与轴类零件渗碳深度的脉冲涡流检测装置与方法

权利要求书

1.一种齿轮与轴类零件渗碳深度的脉冲涡流检测装置，其特征在于，

它包括脉冲信号发生器、功率放大器、电涡流探头、信号调理放大器、数据采集卡及计算机；

所述的脉冲信号发生器输出端与功率放大器输入端相连，功率放大器输出端与电涡流探头输入端相连，电涡流探头输出端与信号调理放大器输入端相连，信号调理放大器输出端与数据采集卡输入端相连，数据采集卡输出端与计算机相连；

所述的脉冲信号发生器产生脉冲信号，经功率放大器后驱动电涡流探头，电涡流探头输出信号经信号调理放大器和数据采集卡后输入计算机，计算机获取脉冲涡流信号，进行去噪处理后提取其峰值和峰值时间作为信号特征，并作为BP神经网络的输入。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮与轴类零件渗碳深度的脉冲涡流检测装置，其特征在于，所述的电涡流探头由激励线圈(3)、骨架(2)、霍尔传感器(4)组成；激励线圈(3)缠绕在骨架上，霍尔传感器(4)设置在骨架上并通过引线(1)引出；其中，骨架(2)为铁氧体磁芯。

3.根据权利要求2所述的一种齿轮与轴类零件渗碳深度的脉冲涡流检测装置，其特征在于，所述的霍尔传感器(4)为两个，一个置于骨架(2)底部中心位置，另一个置于骨架(2)顶部中心位置，二者呈对称分布。

4.根据权利要求1所述的一种齿轮与轴类零件渗碳深度的脉冲涡流检测装置，其特征在于，所述的数据采集卡采样速率大于500Ks/s。

5.一种齿轮与轴类零件渗碳深度的脉冲涡流检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)标定：针对各种不同材料制作的齿轮或轴类零件，制作不同渗碳深度的标准试件，采用权利要求1所述的齿轮与轴类零件渗碳深度的脉冲涡流检测装置，获取其脉冲涡流信号，并建立各类材料对应的基于BP神经网络的渗碳深度检测模型；

2)检测：对于待检测零件，采用权利要求1所述的齿轮与轴类零件渗碳深度的脉冲涡流检测装置检测其脉冲涡流信号，调用其对应的基于BP神经网络的渗碳深度检测模型，计算渗碳深度。

6.根据权利要求5所述的一种齿轮与轴类零件渗碳深度的脉冲涡流检测方法，其特征在于，所述步骤1)包括以下步骤：

11)针对各种不同材料制作的齿轮或轴类零件，按照实际生产要求，制作一系列不同渗碳深度的标准试件，并采用权利要求1所述齿轮与轴类零件渗碳深度的脉冲涡流检测装置逐一测量这些标准试件的脉冲涡流信号，测量时将电涡流探头置于被测标准试件表面，在电涡流探头轴线与被测标准试件表面垂直的条件下进行；

12)对步骤11)所测的脉冲涡流信号进行去噪处理后，提取其峰值和峰值时间作为每一个不同渗碳深度标准试件的信号特征；

13)采用剥层法对标准试件逐一进行破坏性检测，得到各标准试件的实际渗碳深度；

14)建立BP神经网络模型，将步骤12)获得标准试件的信号特征作为BP神经网络模型的输入，将步骤13)获得的实际渗碳深度作为BP神经网络模型的输出，建立基于BP神经网络的渗碳深度检测模型。

7.根据权利要求5所述的一种齿轮与轴类零件渗碳深度的脉冲涡流检测方法，其特征在于，所述步骤2)包括以下步骤：

21)对于待检测零件，在其表面均匀选取三个点作为测点，并采用权利要求1所述齿轮与轴类零件渗碳深度的脉冲涡流检测装置对各测点进行检测，获取其脉冲涡流信号；

22)对步骤21)所测的各测点的脉冲涡流信号进行去噪处理后，提取其峰值和峰值时间作为每一个不同渗碳深度零件的信号特征；

23)将三个测点的信号特征输入步骤14)建立的基于BP神经网络的渗碳深度检测模型，获取被测零件表面各测点的渗碳深度值，然后将三个测点的渗碳深度值取平均，作为被测零件的渗碳深度值。