[发明专利]基于涡流的铝合金残余应力测试装置及其测试方法

权利要求书

1.一种基于涡流的铝合金残余应力测试装置，其特征在于：其包括一台高精度的锁相放大器、一台用于控制该锁相放大器的计算机和两个用于采集信号的涡流传感器探头；

所述锁相放大器用于激励信号的发出并同时用于反馈的涡流信号测量；

其中一个涡流传感器探头作为参比探头用于检测铝合金的无残余应力标准件；

另外一个涡流传感器探头作为检测探头用于检测铝合金被测样件。

2.根据权利要求1所述的一种基于涡流的铝合金残余应力测试装置，其特征在于：所述锁相放大器的工作模式为电流正弦波激励，其激励频率预设为500Hz，采样频率预设为500kHz。

3.根据权利要求2所述的一种基于涡流的铝合金残余应力测试装置，其特征在于：所述锁相放大器内设有信号输入模块、信号输出模块、数字I/O模块和定时计数模块。

4.根据权利要求1所述的一种基于涡流的铝合金残余应力测试装置，其特征在于：所述锁相放大器和两个涡流传感器探头之间连接有信号放大器，该信号放大器对输入两个涡轮传感器探头的电压进行放大处理。

5.根据权利要求1所述的一种基于涡流的铝合金残余应力测试装置，其特征在于：两个涡流传感器探头均包括激励线圈与磁传感器，其中激励线圈采用圆柱型设计，其内径为4mm，采用线径为0.15mm的漆包铜线每层20匝，5层共100匝。

6.根据权利要求5所述的一种基于涡流的铝合金残余应力测试装置，其特征在于：所述磁传感器采用霍尔传感器UGN3503,放置于距离被测件0.5mm处，用来对磁场的垂直分量进行检测。

7.一种如权利要求6所述的基于涡流的铝合金残余应力测试装置的测试方法，其特征在于：其步骤如下：

1)计算机控制锁相放大器发出激励信号至铝合金被测样件和该型铝合金的无残余应力标准件；

2)作为参比探头的涡流传感器探头检测该型铝合金的无残余应力标准件，作为检测探头的涡流传感器探头检测铝合金被测样件，以此形成一个差分信号，并由锁相放大器收集与分析；

3)两个涡流传感器探头对残余应力的计算通过反馈到锁相放大器中的线圈阻抗变化信息实现，同时对残余应力的计算作出验证；

4)最后计算机读取锁相放大器的数据。

8.根据权利要求7所述的基于涡流的铝合金残余应力测试装置的测试方法，其特征在于：所述步骤1)中的锁相放大器是一种能从信噪比小于等于-60dB，的环境中分离出特定载波频率信号的设备，其精密程度为本系统激励信号的稳定输出与反馈信号的精确测量作出了保证。

9.根据权利要求7所述的基于涡流的铝合金残余应力测试装置的测试方法，其特征在于：所述步骤1)中还可以通过信号放大器的选用与调节，达到对被测样件不同深度的应力检测。

10.根据权利要求7所述的基于涡流的铝合金残余应力测试装置的测试方法，其特征在于：所述步骤3)中通过霍尔传感器的选用，对残余应力的计算作出验证，以确保检测系统的准确性。