一種電磁激勵(lì)超聲信號(hào)的處理裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明是一種電磁激勵(lì)超聲信號(hào)的處理裝置，包括有：信號(hào)采集系統(tǒng)，前置信號(hào)放大器，數(shù)據(jù)采集卡，帶通濾波系統(tǒng)，基于快速傅里葉變換的特征提取，定位。信號(hào)采集系統(tǒng)采集到的電磁超聲信號(hào)經(jīng)前置信號(hào)放大器放大后輸入到數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；經(jīng)帶通濾波系統(tǒng)后，使用快速傅里葉變換進(jìn)行信號(hào)的特征提取，實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的判定和定位。本發(fā)明使用快速傅里葉變換，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)非鐵磁材料的金屬薄板裂紋型表面缺陷的電磁超聲信號(hào)的快速處理，具有處理速度快、信號(hào)特征明顯、可信度高的特點(diǎn)，此技術(shù)降低了外界環(huán)境對(duì)聲發(fā)射技術(shù)造成的噪聲干擾，可以滿(mǎn)足工程應(yīng)用的易用性和便捷性要求，具有良好的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電磁激勵(lì)超聲信號(hào)的處理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種電磁激勵(lì)超聲信號(hào)的處理裝置，涉及到電磁激勵(lì)下金屬板的聲發(fā)射信號(hào)的處理裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著制造技術(shù)的發(fā)展，要求材料在高溫、高壓、高速度和高負(fù)荷下有很好的性能和可靠性，這使得僅做個(gè)別截面的檢測(cè)無(wú)法滿(mǎn)足工業(yè)的要求，電磁超聲無(wú)算檢測(cè)技術(shù)以其高靈敏性和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)特性成為關(guān)系民生安全方面的重要檢測(cè)方法。傳統(tǒng)電磁超聲一直存在很難從整體信號(hào)中提取局部缺陷微弱信號(hào)的難題，對(duì)于實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用而言，這極大地限制了電磁超聲檢測(cè)技術(shù)的可信度和應(yīng)用范圍。一種電磁激勵(lì)超聲信號(hào)的處理裝置，能有效地在在缺陷處激發(fā)電磁超聲信號(hào)，但是主動(dòng)激勵(lì)方式下的電磁超聲信號(hào)如何處理是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明使用快速傅里葉變換，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)非鐵磁材料的金屬薄板裂紋型表面缺陷的電磁超聲信號(hào)的快速處理以滿(mǎn)足工業(yè)應(yīng)用的需要。
[0004]本發(fā)明技術(shù)方案:信號(hào)采集系統(tǒng)(2)，前置信號(hào)放大器，數(shù)據(jù)采集卡，帶通濾波系統(tǒng)，基于快速傅里葉變換的特征提取(3)，定位(4)。信號(hào)采集系統(tǒng)采集到的聲發(fā)射信號(hào)經(jīng)前置信號(hào)放大器放大后輸入到數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；經(jīng)帶通濾波系統(tǒng)后，使用快速傅里葉變換進(jìn)行信號(hào)的特征提取，實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的判定，并實(shí)現(xiàn)定位。
[0005]信號(hào)采集系統(tǒng)(2)由壓電傳感器陣列、耦合系統(tǒng)和傳輸線(xiàn)纜組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱的原始電磁超聲信號(hào)的撲捉和采集。
[0006]基于快速傅里葉變換的特征提取(3)，使用快速傅里葉算法分別對(duì)采集的聲發(fā)射電壓信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的快速處理。頻域轉(zhuǎn)換后，提取不同激勵(lì)電流下的特征峰值頻率幅值強(qiáng)度，并在二維的笛卡爾坐標(biāo)系里面標(biāo)示相應(yīng)的點(diǎn)，連接為曲線(xiàn)后可以清晰的看到缺陷的Kaiser效應(yīng)點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明使用簡(jiǎn)單的快速傅里葉算法，可以實(shí)現(xiàn)缺陷信號(hào)的特征提取，輸出的聲發(fā)射信號(hào)使用簡(jiǎn)單的方法處理后具有很好的可閱讀性，提高了對(duì)缺陷的準(zhǔn)確判定能力。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0009]圖2是信號(hào)采集系統(tǒng)原理圖；
[0010]圖3是基于快速傅里葉變換的特征提取原理圖；
[0011]圖4是定位原理圖；

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合實(shí)例和附圖對(duì)一種電磁激勵(lì)超聲信號(hào)的處理裝置作出詳細(xì)說(shuō)明。
[0013]如圖1所示，信號(hào)采集系統(tǒng)(2)采集到的電磁超聲經(jīng)前置信號(hào)放大器放大后輸入到數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；經(jīng)帶通濾波系統(tǒng)后，使用快速傅里葉變換進(jìn)行信號(hào)的特征提取(3)，實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的判定，并實(shí)現(xiàn)定位(4)。
[0014]如圖2所示，信號(hào)采集系統(tǒng)(2)由壓電傳感器陣列、耦合系統(tǒng)和傳輸線(xiàn)纜組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱的原始電磁超聲信號(hào)的撲捉和采集。
[0015]如圖3所示，基于快速傅里葉變換的特征提取(3)，使用快速傅里葉算法分別對(duì)采集的電磁超聲電壓信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的快速處理。頻域轉(zhuǎn)換后，提取不同激勵(lì)電流下的特征峰值頻率幅值強(qiáng)度，并在二維的笛卡爾坐標(biāo)系里面標(biāo)示相應(yīng)的點(diǎn)，連接為曲線(xiàn)后可以清晰的看到缺陷的Kaiser效應(yīng)點(diǎn)。
[0016]如圖4所示，二維平面定位使用三個(gè)或四個(gè)傳感器組成陣列進(jìn)行定位。使用三個(gè)傳感器定位一般會(huì)得到兩個(gè)定位點(diǎn)，即一個(gè)真實(shí)AE源和一個(gè)偽AE源。采用四個(gè)傳感器構(gòu)成菱形陣列進(jìn)行二維平面定位，增加了一個(gè)約束條件，只得到一個(gè)真實(shí)的AE源。若由探頭
的時(shí)差A(yù)t1得到雙曲線(xiàn)1，由探頭SjPS^的時(shí)差A(yù)t2得到雙曲線(xiàn)2，AE源為Q，探頭SjP S3間距為a，探頭SjP 間距為b，波速為V，通過(guò)信號(hào)到達(dá)傳感器的時(shí)差可以得到信號(hào)源的準(zhǔn)確位置。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁激勵(lì)超聲信號(hào)的處理裝置，其特征在于，技術(shù)方案包括:信號(hào)采集系統(tǒng)(2)，前置信號(hào)放大器，數(shù)據(jù)采集卡，帶通濾波系統(tǒng)，基于快速傅里葉變換的特征提取(3)，定位(4);信號(hào)采集系統(tǒng)采集到的電磁超聲信號(hào)經(jīng)前置信號(hào)放大器放大后輸入到數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；經(jīng)帶通濾波系統(tǒng)后，使用快速傅里葉變換進(jìn)行信號(hào)的特征提取，實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的判定，并使用二維平面定位實(shí)現(xiàn)缺陷定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁激勵(lì)超聲信號(hào)的處理裝置，其特征還在于，信號(hào)采集系統(tǒng)(2)由壓電傳感器陣列、耦合系統(tǒng)和傳輸線(xiàn)纜組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱的原始電磁超聲信號(hào)的撲捉和采集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁激勵(lì)超聲信號(hào)的處理裝置，其特征還在于，二維平面定位使用三個(gè)或四個(gè)傳感器組成陣列進(jìn)行定位，通過(guò)信號(hào)到達(dá)傳感器的時(shí)差可以得到信號(hào)源的準(zhǔn)確位置。
【文檔編號(hào)】G01N29/04GK104458920SQ201410809027
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】金亮, 張獻(xiàn), 張廣超 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)