[发明专利]基于圆角矩形阵列探头的脉冲涡流缺陷检测成像系统

说明书

本发明涉及脉冲涡流缺陷检测技术领域，尤其是一种基于圆角矩形阵列探头的脉冲涡流缺陷检测成像系统，包括圆角矩形阵列探头和计算机脉冲涡流缺陷成像系统软件，圆角矩形阵列探头上设有激励线圈和霍尔传感器，圆角矩形阵列探头内部设有模块系统，圆角矩形阵列探头底部设有被测试件，被测试件上设有缺陷。基于圆角矩形阵列探头的脉冲涡流缺陷检测成像系统是以采用瞬态感应信号的峰值和过零时间作为特征量，通过计算机脉冲涡流缺陷成像系统软件处理，不仅提高了铁磁性构件检测信号的灵敏度，而且提高了图像边缘识别的准确性和成像的精度。

技术领域

本发明涉及脉冲涡流缺陷检测技术领域，尤其是一种基于圆角矩形阵列探头的脉冲涡流缺陷检测成像系统。

背景技术

随着工业社会的高速发展，高强度钢板在大型船舶，桥梁，电站设备，中、高压锅炉，高压容器，机车车辆，起重机械，矿山机械有着广泛的应用，已成为现代工业中不可缺少的一部分。为了避免因高强度钢板的缺陷引发的安全事故，定期检查高强度钢板的腐蚀缺陷，磨损情况及评估其可靠性，和使用寿命。脉冲涡流作为一种新型的检测技术，具有穿透能力强，包含丰富信息等优点，在铁磁性构件检测中有一定优势，脉冲涡流检测对缺陷成像，使得检测结果很直观和清晰。传统脉冲涡流缺陷成像检测，以幅值作为特征量来调节图像的灰度，缺陷边缘难以提取，成像不准确，精度差。

发明内容

为了克服现有的不足，本发明提供了一种基于圆角矩形阵列探头的脉冲涡流缺陷检测成像系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于圆角矩形阵列探头的脉冲涡流缺陷检测成像系统，包括圆角矩形阵列探头和计算机脉冲涡流缺陷成像系统软件，圆角矩形阵列探头上设有激励线圈和霍尔传感器，圆角矩形阵列探头内部设有模块系统，圆角矩形阵列探头底部设有被测试件，被测试件上设有缺陷。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，圆角矩形阵列探头的下表面与被测试件表面平行，圆角矩形阵列探头到被测试件表面的距离为1.2mm。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，霍尔传感器为4X4阵列分布，位于圆角矩形阵列探头的下方。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，模块系统包括STC89C52模块、脉冲信号发生模块、功率放大电路、五阶有源低通滤波电路、信号调理电路、16路高速数据采集卡，STC89C52模块控制脉冲信号发生模块，输出占空比和频率可调的方波信号，通过功率放大电路把信号进行放大，并将信号传递给霍尔传感器进行检测，霍尔传感器检测的信号经过五阶有源低通滤波电路消除高频噪声，检测信号再经过信号调理电路进行调理，调理后输送给16路高速数据采集卡，并将检测信号实时送入计算机，交由计算机脉冲涡流缺陷成像系统软件处理，在计算机上输出缺陷图像。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述计算机脉冲涡流缺陷成像系统软件的信号采集过程如下：

（1）设定成像软件系统参数初始值；

（2）16路高速数据采集卡将实时采集的信号数据送入计算机脉冲涡流缺陷成像系统软件中，在圆角矩形阵列探头扫描过程中，计算机脉冲涡流缺陷成像系统软件将每次采集的瞬态感应信号的峰值以图像形式连续显示，形成信号峰值扫描波形图；

（3）通过改进的多传感器数据融合算法对16路高速数据采集卡测得的数据的真实性进行判别，找出不同传感器数据之间的相互关系，对这些测量数据进行一致性检查，剔除其中数据误差大于8%的数组且至少保留12组数据，即得最佳融合数组，利用加权平均法对通过一致性检查的数据进行融合，最后得到最佳的融合结果。

（4）融合后的数据信号采用主成分分析方法处理后，只提取经过缺陷的圆角矩形阵列探头单元的信号特征量；

（5）瞬态感应信号的过零时间特征值决定缺陷的深度，通过特征量过零时间调节图像灰度，过零时间及其拟合曲线，确定缺陷的位置，从而形成缺陷深度侧视图。