[发明专利]一种可穿戴式电磁无损检测仪器

说明书

一种可穿戴式电磁无损检测仪器属于无损探伤领域，主要由电磁无损检测手套、腕带式下位机、高柔电气传输导线和平板式上位机组成。将微型互感式涡流阵列传感器和磁扰动检测阵列传感器封装至手套的指尖内侧，形成电磁无损检测手套。两组阵列传感器的供电、信号激励和检测信号输出电缆以折叠方式内嵌在手套中，并与手套末端的插排连接器相连接。利用高柔导线将腕带式下位机和手套末端的插排连接器进行电气连接，腕带式下位机和平板式上位机通过USB2.0接口进行信号传输。该发明提供的电磁无损检测仪器具有可穿戴特点，适用于检测人员对曲面构件表面和近表面进行损伤检测。

技术领域

本发明属于无损探伤领域，提供了一种可穿戴式电磁无损检测仪器，实现曲面构件表面和近表面损伤检测。

背景技术

电磁无损检测仪器是金属构件表面和近表面损伤检测的重要工具。常规的电磁无损检测仪器在使用时，一般需将检测仪器主机放置在待测结构旁边，由操作人员手持传感器对待测区域进行扫查。当对空间狭小进行检测或需进行登高检测时，常规的电磁无损检测仪器面临着操作不便等不足。为解决该问题，本发明专利提出将互感式涡流阵列传感器和磁扰动检测阵列传感器封装至手套并穿戴于操作人员手部，将腕带式下位机穿戴于操作人员腕部，再将上位机改为手持式平板电脑，由此实现一种可穿戴式电磁无损检测仪器，借助人手的灵活性来提高传感器对于检测构件的检测适用性，提高操作人员的现场检测效率。

发明内容

本发明目的在于设计一种可穿戴式电磁无损检测仪器，提供一种对金属表面和近表面检测的有效方法，将微型传感器与手套结合，形成电磁无损检测手套，利用手的灵活性对金属试件表面进行无损检测。两组传感器布置于人手指前端，借助两种电磁检测的方式，对试件表面进行全面有效的检测，极大抑制了缺陷漏检的情况。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案如下：

一种可穿戴式电磁无损检测仪器，其工作方式是基于涡流和磁扰动检测原理。该设计由电磁无损检测手套、腕带式下位机、高柔电气传输导线和平板式上位机组成，其中电磁无损检测手套由封装至手套的指尖内侧的两组微型阵列传感器(互感式涡流阵列传感器和磁扰动检测阵列传感器)、折叠式电缆、插排连接器构成；腕带式下位机中的STM32主控模块、正弦波激励电路模块、信号调理和多通道采集电路模块分别布置于腕带的3个侧板，通过卡带紧扣在人的手腕部；腕带式下位机和电磁无损检测手套、平板式上位机之间均通过高柔电缆进行电气连接。

为实现上述设计所采用的技术方案是设计电磁无损检测手套，互感式涡流阵列传感器采用双排线绕制外径2mm、高2mm的空心螺线管线圈并内置直径1mm的圆柱形铁氧体磁芯，构成单个涡流检测阵元，通过双排错位布置形式在10mm×10mm范围内共布置8个涡流检测阵元；磁扰动检测阵列传感器采用薄片式橡胶永磁体提供静态偏置磁场，在橡胶永磁体下方的PCB电路板上双排错位布置了共8个霍尔元件；两组微型阵列传感器通过折叠式电气连接电缆与手套末端的插排连接器相连，折叠式电缆可适应手指弯曲等动作引起的大变形。

设计腕带式下位机，可分解为独立的STM32主控模块、正弦波激励电路模块、信号调理和多通道采集电路模块，3个模块固定安装在3个独立的基板，基板通过搭扣串联，形成腕带的3个侧板，3个模块间采用柔性排线进行电气连接；信号调理和多通道采集电路模块的输入接口与检测手套插排连接器的输出高柔电缆相连，STM32主控模块的USB2.0接口与平板式上位机的USB2.0接口相连。

所述的结合可穿戴式电磁无损检测仪器，其特征在于操作人员一手持平板式上位机进行仪器操作，一手穿戴电磁无损检测手套对构件表面进行移动检测，两组微型阵列传感器输出的多通道检测信号显示在上位机软件。

附图说明

图1：可穿戴式电磁无损检测仪器示意图。

图2：检测系统检测流程示意图。

图3：腕带式下位机示意图。

图4：传感器与手套结合示意图。