[发明专利]一种用于复合材料表面涂层厚度的电磁感应测厚系统

摘要

本发明公开了一种用于复合材料表面涂层厚度的电磁感应测厚系统，包括探头、信号发生模块、信号调理电路和数据处理单元；其中，探头为变磁阻式探头，当信号发生模块对其施加激励信号后，探头内部会形成磁路，而探头的磁阻会受所接触材料的导磁性影响；信号调理电路对阻抗交流信号进行锁相放大处理，获得反映涂层厚度的直流信号，将直流信号输入数据处理单元，经过模数转化后获得表征涂层厚度的数字信号，将多组已知厚度和对应数字信号的数据作为训练数据输入数据处理单元中的线性回归模型得到厚度与数字信号间的拟合曲线，进而实现对厚度的测量。

主权项

1.一种用于复合材料表面涂层厚度的电磁感应测厚系统，其特征在于，包括：一探头，包括磁芯、线圈、外壳以及滑槽；所述磁芯采用开口C型，在磁芯的外围缠绕线圈，线圈经导线与信号调理电路中的平衡电桥相连；磁芯和线圈通过灌封处理方式用非导磁灌封材料固定在外壳内部，外壳底部为平整的，非导磁灌封材料在外壳底部完全露出，外壳外部装有导向结构，导向结构通过膨胀旋钮固定在滑槽轨道上的任意位置，使探头能够根据被测对象的几何结构调整外壳的位置，从而获取因涂层厚度引起的阻抗变化电压信号；一信号发生模块，与信号调理电路中的平衡电桥相连；信号发生模块通过平衡电桥对线圈施加正弦激励信号，探头在正弦激励信号的作用下，其内部的磁芯形成由磁芯开口间隙部分和磁芯部分构成的闭合磁路；一信号调理电路，包括平衡电桥和锁相放大器，其中，锁相放大器又包括差分放大模块、输入放大模块、相敏检波器以及低通滤波器；探头阻抗变化电压信号导致平衡电桥中探头端与由信号发生模块直接提供激励信号的参考端之间形成电位差，从而使平衡电桥获取到探头的阻抗变化电压信号与平衡电桥参考端之间的差分信号；将差分信号输入到差分放大模块，获得表征探头阻抗变化的电压差分信号ΔU；信号发生模块再提供与电压差分信号ΔU频率相同的信号U，并输入到输入放大模块，然后通过相敏检波器对ΔU和U进行锁相放大处理后，通过低通滤波器滤波处理后，得到反映探头阻抗变化的直流信号U_out；一数据处理单元，将直流信号U_out进行AD转换和涂层厚度反演运算，最终计算出涂层厚度值。