本發(fā)明涉及工業(yè)無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種多模式電磁超聲與漏磁檢測的方法、裝置和系統(tǒng)及傳感器。

背景技術(shù)：

在本領(lǐng)域，無損檢測是工業(yè)發(fā)展必不可少一個環(huán)節(jié)，無損檢測可以在不損害或不影響待測對象使用性能的前提下，檢測待測對象表面或內(nèi)部的缺陷或不均勻性。

通常，在無損檢測過程中，主要采用的漏磁檢測技術(shù)和電磁超聲檢測技術(shù)(包括：超聲體波檢測、導(dǎo)波檢測和表面波檢測)，其中，漏磁檢測技術(shù)可以采用漏磁檢測技術(shù)檢測鐵磁性材料(例如，鋼板或管道)的腐蝕性檢測；電磁超聲檢測技術(shù)通過產(chǎn)生超聲體波、表面波和超聲導(dǎo)波來對待測對象進行無損檢測，具有無需打磨材料表面、無需耦合劑、非接觸檢測等眾多優(yōu)點，特別適用于自動化超聲檢測裝備。

但是，由于在實際的工程無損檢測中總是基于多個檢測目標任務(wù)，需要檢測待測對象的多種缺陷，盡可能多的獲得缺陷信息，還需要快速高效。例如，大型儲罐壁板和底板檢測，不但需要進行測厚實現(xiàn)腐蝕檢測，還需要檢測裂紋，同時也期望區(qū)分缺陷是存在于待測對象的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，此外還期望有快速掃查缺陷區(qū)域位置，然后再精確檢測缺陷的高效檢測策略。為實現(xiàn)上述檢測目標，往往需要漏磁、超聲體波、表面波、超聲導(dǎo)波等多種檢測技術(shù)并用。

而現(xiàn)有技術(shù)用于進行漏磁、超聲體波、表面波、超聲導(dǎo)波等檢測的傳感器都是獨立的傳感器，如果要實現(xiàn)上述檢測目標，往往需要漏磁、超聲體波、表面波、超聲導(dǎo)波等多種儀器和傳感器共同或合并使用來執(zhí)行檢測，例如，對與大型儲罐壁板和底板的檢測過程中，首先先采用超聲導(dǎo)波大范圍檢測的優(yōu)勢，定位缺陷區(qū)域，然后機器人爬行到缺陷區(qū)域，進行精確測厚，采用c掃描實現(xiàn)缺陷腐蝕成像，再采用表面波檢測技術(shù)，區(qū)分腐蝕是存在于內(nèi)表面還是外表面。由此可以看出，現(xiàn)有技術(shù)采用多個獨立的傳感器來對待測對象進行檢測的方案，增加了檢測系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本，并且檢測效率也不高。

針對上述現(xiàn)有技術(shù)采用分立式的多個傳感器實現(xiàn)對鐵磁性金屬材料腐蝕、表面裂紋及內(nèi)部損傷檢測造成系統(tǒng)復(fù)雜度高、工作效率的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種多模式電磁超聲與漏磁檢測的方法、裝置和系統(tǒng)及傳感器，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)無法實現(xiàn)對被測材料進行超聲體波、超聲導(dǎo)波、表面波和漏磁全面檢測造成檢測不全面、工作效率低的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種多模式電磁超聲與漏磁檢測的方法，包括：接收對待測對象進行檢測的操作指令，其中，操作指令用于控制檢測傳感器進入如下任意一種或多種工作模式：漏磁檢測、超聲體波檢測、超聲導(dǎo)波檢測和表面波檢測；根據(jù)操作指令，控制檢測傳感器輸出對應(yīng)的檢測信號；基于檢測信號，對待測對象進行檢測。

根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種多模式電磁超聲與漏磁檢測的傳感器，包括：u型磁軛，用于磁化待測對象的材料，并在待測對象的內(nèi)部產(chǎn)生磁場信號；漏磁接收組件，位于u型磁軛的中部位置，用于檢測待測對象的外部是否存在磁場信號；第一電磁超聲線圈，位于u型磁軛的n極下方，與u型磁軛的n極下端結(jié)合使用，用于產(chǎn)生或接收如下任意一種或多種檢測波：超聲體波、超聲導(dǎo)波和表面波；第二電磁超聲線圈，位于u型磁軛的s極下方，與u型磁軛的s極下端結(jié)合使用，用于產(chǎn)生或接收如下任意一種或多種檢測波：超聲體波、超聲導(dǎo)波和表面波。

根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種多模式電磁超聲與漏磁檢測的系統(tǒng)，包括：上述任意一項所述的傳感器。

根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種多模式電磁超聲與漏磁檢測的裝置，包括：接收模塊，用于接收對待測對象進行檢測的操作指令，其中，操作指令用于控制檢測傳感器進入如下任意一種或多種工作模式：漏磁檢測、超聲體波檢測、超聲導(dǎo)波檢測和表面波檢測；控制模塊，用于根據(jù)操作指令，控制檢測傳感器輸出對應(yīng)的檢測信號；檢測模塊，用于基于檢測信號，對待測對象進行檢測。

在本發(fā)明實施例中，通過接收對待測對象進行檢測的操作指令，其中，操作指令用于控制檢測傳感器進入如下任意一種或多種工作模式：漏磁檢測、超聲體波檢測、超聲導(dǎo)波檢測和表面波檢測；根據(jù)操作指令，控制檢測傳感器輸出對應(yīng)的檢測信號；基于檢測信號，對待測對象進行檢測，達到了利用一個傳感器實現(xiàn)漏磁、電磁超聲等多種檢測模式的目的，從而實現(xiàn)了降低檢測系統(tǒng)復(fù)雜度和成本，提高檢測效率的技術(shù)效果，進而解決了現(xiàn)有技術(shù)無法實現(xiàn)對被測材料進行超聲體波、超聲導(dǎo)波、表面波和漏磁全面檢測造成檢測不全面、工作效率低的技術(shù)問題。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種多模式電磁超聲與漏磁檢測的方法流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的多模式電磁超聲與漏磁一體式傳感器示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的多模式電磁超聲與漏磁檢測的方法流程圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的多模式電磁超聲與漏磁一體式傳感器的工作原理示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的多模式電磁超聲與漏磁檢測的方法流程圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的多模式電磁超聲與漏磁檢測的方法流程圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的多模式電磁超聲與漏磁檢測的方法流程圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的多模式電磁超聲與漏磁檢測的方法流程圖；

圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的多模式電磁超聲與漏磁檢測的方法流程圖；

圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種優(yōu)選的多模式電磁超聲與漏磁一體式傳感器尺寸設(shè)計示意圖；

圖11是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的多模式電磁超聲與漏磁檢測的方法流程圖；

圖12是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的多模式電磁超聲與漏磁檢測的方法流程圖；

圖13是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種多模式電磁超聲與漏磁一體式檢測系統(tǒng)示意圖；

圖14是根據(jù)本發(fā)明實施的一種優(yōu)選的多模式電磁超聲與漏磁一體式檢測傳感器示意圖；

圖15是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的多模式電磁超聲與漏磁一體式檢測設(shè)置示意圖；

圖16是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種三維漏磁檢測信號示意圖；

圖17是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種電磁超聲測厚檢測信號示意圖；

圖18是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種超聲導(dǎo)波檢測信號示意圖；

圖19是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種表面波檢測信號示意圖；以及

圖20是本發(fā)明實施例的一種多模式電磁超聲與漏磁檢測的裝置示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標記：

201、待測對象；203、u型磁軛；205、磁敏元件(漏磁接收組件)；207、第一電磁超聲線圈；209、第二電磁超聲線圈；10、磁化區(qū)；20、橫波；30、導(dǎo)波；40、表面波；60、渦流(渦流場)；1、體內(nèi)缺陷；2、表層缺陷；11、信號發(fā)生器；12、功率放大器；13、雙工器；14、電磁超聲信號調(diào)理單元；15、漏磁信號調(diào)理單元；16、電磁超聲導(dǎo)波信號調(diào)理單元；17、多通道信號采集器；18、上位機；05、u型磁軛；02、激勵線圈；08、接收線圈；01、漏磁接收組件(磁敏元件)；06、漏磁接收組件安裝座；03、滾輪；04、外殼；07、接線座。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當屬于本發(fā)明保護的范圍。

需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤４送?，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

實施例1

根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種多模式電磁超聲與漏磁檢測的方法實施例，需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執(zhí)行指令的計算機系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種多模式電磁超聲與漏磁檢測的方法流程圖，如圖1所示，該方法包括如下步驟：

步驟s102，接收對待測對象進行檢測的操作指令，其中，操作指令用于控制檢測傳感器進入如下任意一種或多種工作模式：漏磁檢測、超聲體波檢測、超聲導(dǎo)波檢測和表面波檢測。

具體地，在上述步驟中，上述待測對象可以為待檢測的由鐵磁性導(dǎo)體材料構(gòu)成的任何部件，例如，可以是鋼板、儲罐、管道等；上述檢測傳感器可以為集漏磁檢測、超聲體波檢測、超聲導(dǎo)波檢測和表面波檢測的一體式傳感器。

一種可選的實施例中，上述檢測傳感器可以由磁軛、漏磁接收組件(例如，磁敏元件)和至少一個電磁超聲線圈組成的傳感器，其中，磁軛可以為如下任意一種：永磁體或電磁鐵，用于產(chǎn)生漏磁檢測的勵磁磁場以及電磁超聲檢測的偏置磁場。

需要說明的是，如果磁軛為永磁體，則該磁軛可以用于提供一個持續(xù)的磁場；如果磁軛為電磁鐵(可以為纏繞有線圈的磁軛)，則需要采用通斷直流電的方式來產(chǎn)生磁場。

可選地，磁軛的形狀可以為u型或馬蹄形，本申請實施例中以u型磁軛為例來說明。

基于上述實施例，作為一種可選的實施方式，由u型磁軛與磁敏元件可以構(gòu)成用于漏磁檢測的漏磁檢測傳感器，利用u型磁軛作為勵磁裝置，磁敏元件作為磁場探測器件，通過交流或永磁式u型磁軛將鐵磁性材料磁化，如果材料表面或亞表面有缺陷存在，將會使材料中的磁感線發(fā)生畸變，在缺陷上方的材料表面處產(chǎn)生漏磁場，采用磁場探測器件檢測此漏磁場，即可實現(xiàn)對鐵磁性材料表面或來表面缺陷的檢測。在儲罐底板檢測、管道內(nèi)檢測等方面有較大應(yīng)用前景。

仍基于上述實施例，作為另一種可選的實施方式，由u型磁軛的n極或s極下端與電磁超聲線圈可以構(gòu)成用于電磁超聲檢測的電磁超聲檢測傳感器，用于產(chǎn)生超聲體波、表面波和超聲導(dǎo)波進行無損檢測，具有無需打磨材料表面、無需耦合劑、非接觸檢測等眾多優(yōu)點，特別適用于自動化超聲檢測裝備。超聲體波一般用于脈沖回波式測厚或探傷(是一種點檢測式技術(shù))，表面波一般用于檢測結(jié)構(gòu)表面缺陷，超聲導(dǎo)波一般用于薄壁結(jié)構(gòu)缺陷檢測(是一種面檢測技術(shù))。目前已有搭載電磁超聲直入射傳感器進行脈沖回波測厚的機器人，常用于大型鋼結(jié)構(gòu)壁厚測和腐蝕檢測。相較于壓電超聲檢測機器人，電磁超聲檢測機器人無需配備打磨機構(gòu)和噴水耦合機構(gòu)，節(jié)省了機器機構(gòu)部件、控制模塊、空間、重量和線纜等，具有巨大優(yōu)越性。

步驟s104，根據(jù)操作指令，控制檢測傳感器輸出對應(yīng)的檢測信號。

具體地，在上述步驟中，在接收到用戶輸入的對待測對象進行檢測的操作指令后，控制檢測傳感器進入不同的工作模式，并輸出該模式下用于對待測對象進行檢測的檢測信號；其中，檢測信號可以為漏磁檢測模式下由磁敏元件檢測到的磁場信號，也可以為電磁超聲檢測模式下的超聲體波、超聲導(dǎo)波和表面波。

步驟s106，基于檢測信號，對待測對象進行檢測。

具體地，在上述步驟中，在通過檢測傳感器產(chǎn)生用于對待測對象檢測的至少一種檢測信號后，利用該檢測信號對待測對象進行檢測。

由上可知，在本申請上述實施例中，采用由u型磁軛、電磁超聲線圈和磁敏元件組成的多模式電磁超聲與漏磁一體式傳感器，通過上位機接收用戶輸入的對待測對象進行檢測的操作指令，并根據(jù)操作指令控制檢測傳感器進入任意一種或多種工作模式，輸出與該工作模式對應(yīng)的檢測信號，最后利用該檢測信號對待測對象進行檢測，達到了利用一個傳感器實現(xiàn)漏磁、電磁超聲等多種檢測模式的目的，從而實現(xiàn)了降低檢測系統(tǒng)復(fù)雜度和成本，提高檢測效率的技術(shù)效果，進而解決了現(xiàn)有技術(shù)無法實現(xiàn)對被測材料進行超聲體波、超聲導(dǎo)波、表面波和漏磁全面檢測造成檢測不全面、工作效率低的技術(shù)問題。

作為一種優(yōu)選的實施例，上述檢測傳感器至少包括：磁軛、漏磁接收組件、位于磁軛的n極下方的第一電磁超聲線圈和位于磁軛的s極下方的第二電磁超聲線圈，其中，磁軛為如下任意一種：永磁體或電磁鐵，用于產(chǎn)生漏磁檢測的勵磁磁場以及電磁超聲檢測的偏置磁場。優(yōu)選地，上述磁軛為u型磁軛。

可選地，基于上述實施例，圖2所示為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的多模式電磁超聲與漏磁一體式傳感器示意圖；如圖2所示，該傳感器可以包括：u型磁軛203、磁敏元件(漏磁接收組件)205、第一電磁超聲線圈207和第二電磁超聲線圈209。其中，圖標201所示為待測對象，u型磁軛203可以為永磁體式的，也可以為電磁體式，用于產(chǎn)生漏磁檢測勵磁磁場及電磁超聲傳感器的偏置磁場；第一電磁超聲線圈207(環(huán)形線圈)和第二電磁超聲線圈209(環(huán)形線圈)，置于u型磁軛203的兩極下方，其中，第一電磁超聲線圈207位于u型磁軛的n極下方，第二電磁超聲線圈209位于u型磁軛的s極下方；利用u型磁軛203提供偏置磁場，采用不同激勵頻率時，第一電磁超聲線圈207和第二電磁超聲線圈209可用于激勵和接收超聲體波、表面波和超聲導(dǎo)波；磁敏元件205置于u型磁軛中部，可測量磁場大小和方向，用于采集漏磁檢測信號。

需要說明的是，上述傳感器可以實現(xiàn)如下幾種檢測功能：漏磁檢測功能、超聲體波測厚與直入射探傷功能、導(dǎo)波檢測功能和表面波檢測功能。

作為一種可選的實施例，在工作模式為漏磁檢測的情況下，檢測傳感器通過磁軛(例如，u型磁軛)在待測對象的內(nèi)部產(chǎn)生磁場信號；如圖3所示，步驟s106中基于檢測信號，對待測對象進行檢測，可以包括如下步驟：

步驟s302，通過漏磁接收組件檢測待測對象的外部是否存在磁場信號，其中，漏磁接收組件位于磁軛的中部位置；

步驟s304，根據(jù)檢測結(jié)果確定待測對象是否存在缺陷。

具體地，在上述實施例中，由磁軛與漏磁接收組件(磁敏元件)組合可以構(gòu)成漏磁檢測工作模式，圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的電磁超聲與漏磁一體式傳感器的工作原理圖，如圖4所示，圖標201所示為待測對象(鐵磁性被檢構(gòu)件)，圖標203所示為u型磁軛，圖標205所示為磁敏元件，在u型磁軛203將待測對象(鐵磁性被檢構(gòu)件)磁化后，在待測對象內(nèi)部產(chǎn)生磁場信號，形成磁化區(qū)10，由圖4可以看出，由u型磁軛203與待測對象(被檢構(gòu)件)201組成了一個閉合磁路，當被檢構(gòu)件表面或近表面存在缺陷(例如，圖3中圖標2所示的表層缺陷)時，磁路發(fā)生畸變，一部分磁感線進入空氣，泄漏到被檢構(gòu)件的外部，形成漏磁場，從而被磁敏元件205探測到，通過對漏磁場信號進行分析，可以確定被檢構(gòu)件上是否存在缺陷。

通過上述實施例，實現(xiàn)了對待測對象的漏磁檢測功能。

作為一種可選的實施例，在工作模式為超聲體波檢測的情況下，如圖5所示，步驟s104中根據(jù)操作指令，控制檢測傳感器輸出對應(yīng)的檢測信號，可以包括如下步驟：

步驟s502，獲取用于產(chǎn)生超聲體波的第一激勵信號，其中，第一激勵信號的頻率為第一頻率；

步驟s504，將第一激勵信號輸入第一電磁超聲線圈或第二電磁超聲線圈；

步驟s506，根據(jù)第一電磁超聲線圈與磁軛的n極，或第二電磁超聲線圈與磁軛的s極，產(chǎn)生超聲體波。

具體地，在上述實施例中，由磁軛(例如，u型磁軛)的n極或s極下的任意一端與其下方的線圈，可組成電磁超聲傳感器。具體地，以圖4為例來說明超聲波的激勵過程：當線圈(第一電磁超聲線圈207或第二電磁超聲線圈209)中通以體波響應(yīng)頻率信號f1時，一般是中心頻率為幾兆赫茲的窄頻帶瞬態(tài)脈沖信號，鐵磁性導(dǎo)體被檢材料中感生出渦流60，由電磁感應(yīng)的基本原理可知，此渦流場幾乎可以認為是環(huán)形線圈的鏡像，渦流方向與線圈中電流方向相反，在u型磁軛某一磁極(n極或者s極)提供的垂直磁場作用下，渦流場60受洛侖茲力作用，這些作用力使得線圈下方的質(zhì)點產(chǎn)生跟線圈中電流同頻率的機械振動。此外，線圈的導(dǎo)線還會產(chǎn)生動態(tài)變化的磁場，此動磁場使得每一份線元下方的鐵磁性材料產(chǎn)生磁化力和磁致伸縮力，這些作用力也會使得線圈下方的質(zhì)點產(chǎn)生跟線圈中電流同頻率的機械振動。在上述三種作用力的共同作用下，鐵磁性導(dǎo)波材料中耦合產(chǎn)生出垂直入射的橫波20，此橫波20可以用于對線圈正下方區(qū)域的測厚或直入射探傷。

基于上述實施例，如圖6所示，在工作模式為超聲體波檢測的情況下，步驟s106中基于檢測信號，對待測對象進行檢測，可以包括如下步驟：

步驟s602，接收由待測對象對超聲體波反射的第一回波信號；

步驟s604a，根據(jù)第一回波信號確定待測對象是否存在缺陷；和/或

步驟s604b，根據(jù)第一回波信號確定待測對象的厚度。

具體地，在上述實施例中，當超聲體波遇到待測對象的底面后，產(chǎn)生反射波，反射波傳播到材料表面時，引起處于磁場中的材料表面質(zhì)點振動，產(chǎn)生向周圍空間輻射的電磁波，并被線圈探測到。

通過上述實施例，實現(xiàn)了超聲體波測厚與直入射探傷功能。

作為一種可選的實施例，在工作模式為超聲導(dǎo)波檢測的情況下，如圖7所示，步驟s104中根據(jù)操作指令，控制檢測傳感器輸出對應(yīng)的檢測信號，可以包括如下步驟：

步驟s702，獲取用于產(chǎn)生超聲導(dǎo)波的第二激勵信號，其中，第二激勵信號的頻率為第二頻率；

步驟s704，將第二激勵信號輸入第一電磁超聲線圈或第二電磁超聲線圈；

步驟s706，根據(jù)第一電磁超聲線圈與磁軛的n極，或第二電磁超聲線圈與磁軛的s極，產(chǎn)生超聲導(dǎo)波。

具體地，在上述實施例中，由處于磁軛(u型磁軛)的n極或s極某一極下方的環(huán)形線圈傳感器(只需要一個作為激勵即可)可以實現(xiàn)超聲導(dǎo)波檢測。由上述環(huán)形線圈電磁超聲工作原理可知，每個線圈可在鐵磁性材料表面環(huán)形鏡象區(qū)域產(chǎn)生振動源。對于一定材料、一定厚度的結(jié)構(gòu)，在低頻(50khz～500khz)的某些頻率段(工作頻率)，可以激勵產(chǎn)生較單一的s0模態(tài)導(dǎo)波，一種可選的實施例中，產(chǎn)生的導(dǎo)波可以如圖4中30所示，可以用于檢測待測對象整個厚度上的缺陷，如圖4中圖標1所示的體內(nèi)缺陷。導(dǎo)波工作頻率一般是窄頻段，激勵產(chǎn)生單一s0模態(tài)導(dǎo)波時，需采用窄頻調(diào)制信號作為檢測信號。

基于上述實施例，如圖8所示，在工作模式為超聲導(dǎo)波檢測的情況下，步驟s106中基于檢測信號，對待測對象進行檢測，可以包括如下步驟：

步驟s802，接收由待測對象對超聲體波反射的第二回波信號；

步驟s804，根據(jù)第二回波信號確定待測對象是否存在缺陷。

具體地，在上述實施例中，由于環(huán)形線圈的對稱性，此導(dǎo)波以環(huán)形線圈為中心，360°均勻輻射傳播。導(dǎo)波能量在材料厚度方向上均有分布，因此可以檢測到材料整個厚度上的缺陷，如圖4中圖標1所示的體內(nèi)缺陷。

作為一種可選的實施例，在工作模式為表面波檢測的情況下，如圖9所示，步驟s104中根據(jù)操作指令，控制檢測傳感器輸出對應(yīng)的檢測信號，可以包括如下步驟：

步驟s902，獲取用于產(chǎn)生表面波的第三激勵信號，其中，第三激勵信號的頻率為第三頻率；

步驟s904，將第三激勵信號輸入第一電磁超聲線圈，或第二電磁超聲線圈；

步驟s906，根據(jù)第一電磁超聲線圈與磁軛的n極，或第二電磁超聲線圈與磁軛的s極，產(chǎn)生表面波。

具體地，在上述實施例中，置于由u型磁軛的n極或s極下的環(huán)形線圈，如圖10所示，由上述的環(huán)形線圈電磁超聲工作原理可知，每個線圈可在鐵磁性材料表面環(huán)形鏡象區(qū)域產(chǎn)生振動源。當線圈形狀尺寸滿足a＝λr且時，其中，λr為表面波波長，a為相鄰線源距離，d為線圈最內(nèi)側(cè)的線圈直徑，n為正整數(shù)，即相鄰線源距離等于表面波的波長時，激勵或接收波長為λr的表面波。一種可選的實施例中，形成的表面波如圖4中圖標40所示，可以用于檢測待測對象的表面缺陷2。

基于上述實施例進行表面波檢測時，可以實現(xiàn)如下兩種檢測模式：

在一種可選的實施方式中，如圖11所示，步驟s106中基于檢測信號，對待測對象進行檢測，可以包括如下步驟：

步驟s112，通過第一電磁超聲線圈，和/或第二電磁超聲線圈接收來自另外一個電磁超聲線圈的表面波；

步驟s114，根據(jù)表面波的能量確定待測對象是否存在缺陷。

具體地，上述實施例實現(xiàn)了一激一收檢測模式，例如處于n極下方的線圈作為激發(fā)傳感器，激勵產(chǎn)生表面波，處于s極下方的線圈作為接收傳感器，接收表面波(反之，n極下方的線圈作為接收，s極下方的傳感器作為激勵，道理是同樣的)。當u型磁軛n極到s極中間的被檢材料區(qū)域(即表面波檢測區(qū)域)存在表層缺陷時，接收傳感器收到表面波能量相對于無缺陷時的能量減小，即可判斷出此區(qū)域中是否存在缺陷，通過能量減小的量可以評估缺陷的大小。

在另一種可選的實施方式中，如圖12所示，步驟s106中基于檢測信號，對待測對象進行檢測，可以包括如下步驟：

步驟s122，通過第一電磁超聲線圈，和/或第二電磁超聲線圈接收來自另外一個電磁超聲線圈的表面波的第一表面波；

步驟s124，通過第一電磁超聲線圈，和/或第二電磁超聲線圈接收其自身發(fā)出的第二表面波；

步驟s126，根據(jù)第一表面波和第二表面波的能量確定待測對象是否存在缺陷。

具體地，上述實施例實現(xiàn)了自激自收與一激一收模式，例如處于n極下方的線圈既作為激發(fā)傳感器也作為接收傳感器，處于s極下方的線圈作為接收傳感器，接收表面波。此時如果表面波檢測區(qū)域存在表層缺陷時，前向傳播信號和反射播信號會被s極下方的線圈和n極下方的線圈接收到。通過透射系數(shù)和反射系數(shù)可以更準確地評估缺陷的大小。

需要說明的是，在上述各個實施例中，第一電磁超聲線圈和第二電磁超聲線圈具有等價性，即在獨立工作模式下，如自激自收電磁超聲測厚、導(dǎo)波檢測、表面波檢測時，可采用第一電磁超聲線圈或第二電磁超聲線圈作為換能器，也可兩者均采用，這時要求儀器的電磁超聲激勵通道為雙通道或具有分時激勵功能；在一激一收協(xié)同工作模式下，如表面波檢測、導(dǎo)波檢測時，第一電磁超聲線圈或第二電磁超聲線圈中的任一個作為激勵線圈，而另一個作為接收線圈。在下文的檢測模式描述中，自激自收時按第一電磁超聲線圈作為主體動作傳感器；一激一收時，按第一電磁超聲線圈作為激勵作感器，第二電磁超聲線圈作為激勵傳感器。其它情況，可按下列示例很容易類比出來。

作為一種優(yōu)選的實施方式，圖13是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種多模式電磁超聲與漏磁一體式檢測系統(tǒng)，如圖13所示，該系統(tǒng)包括：電磁超聲激勵源(由信號發(fā)生器11、功率放大器12)、雙工器13、電磁超聲信號調(diào)理單元14、漏磁信號調(diào)理單元15、電磁超聲導(dǎo)波信號調(diào)理單元16、多通道信號采集器17、上位機18組成。

其中，電磁超聲激勵源用于產(chǎn)生大功率激勵信號，由信號發(fā)生器和功率放大器組成。電磁超聲激勵源頻率帶寬范圍需包含超聲導(dǎo)波及超聲波檢測頻率，一般在10khz～20mhz范圍內(nèi)。激勵過程中能夠控制產(chǎn)生有特定主頻的窄頻帶信號，通過雙工器后進入到一體式傳感器中的第一電磁超聲線圈中。

雙工器允許大功率激勵信號進入激勵傳感器，限制大功率激勵信號進入電磁超聲信號調(diào)理單元，只允許小于某一電壓的小信號(電磁超聲接收信號)進入到電磁超聲信號調(diào)理單元。

電磁超聲及導(dǎo)波信號調(diào)理單元具有對接收的電磁超聲及電磁超聲導(dǎo)波信號進行放大的功能，可包含模擬濾波功能。

漏磁信號調(diào)理單元具有對接收的漏磁信號進行放大和濾波功能。

電磁超聲導(dǎo)波信號調(diào)理單元具有對接收的導(dǎo)波和表面波信號進行放大的功能，可包含模擬濾波功能。

多通道信號采集器具有對電磁超聲傳感器、磁敏元件、電磁超聲傳感器接收信號，經(jīng)電磁超聲及導(dǎo)波信號調(diào)理單元、漏磁信號調(diào)理單元、電磁超聲導(dǎo)波信號調(diào)理單元處理后，進行數(shù)模轉(zhuǎn)換采樣的功能。

上位機軟件用于對檢測系統(tǒng)進行控制，主要有控制系統(tǒng)處于不同的工作模式下，控制輸出特定的檢測信號，記錄檢測信號并進行信號處理、顯示與輸出。

基于上述多模式電磁超聲與漏磁一體式檢測系統(tǒng)實施例，可以實現(xiàn)但不限于以下幾種檢測模式：

一、漏磁檢測模式

磁軛產(chǎn)生穩(wěn)恒磁場，在被檢材料中形成磁路，當被檢材料中存在缺陷時，磁敏元件采集到缺陷引發(fā)的漏磁場信號，輸入漏磁信號調(diào)理單元，進行信號放大和處理，再輸入多通道信號采集器的對應(yīng)通道進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將采集的信號輸送給上位機軟件，上位機軟件實現(xiàn)對漏磁檢測信號的獲取和分析。

二、測厚與直入射探傷工作模式

信號發(fā)生器發(fā)生出中心頻率為電磁超聲體波的窄頻大功率信號，經(jīng)雙工器輸入電磁超聲第一電磁超聲線圈，激勵產(chǎn)生超聲體波；由材料底面反射回來的超聲體波被電磁超聲第一電磁超聲線圈接收，并轉(zhuǎn)換為電信號，此電磁信號經(jīng)雙工器輸入電磁超聲及導(dǎo)波信號調(diào)理單元，進行信號放大和處理，再輸入多通道信號采集器的對應(yīng)通道進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將采集的信號輸送給上位機軟件，上位機軟件實現(xiàn)對電磁超聲測厚信號的獲取和分析，并得到材料厚度值。

三、導(dǎo)波檢測工作模式

信號發(fā)生器發(fā)生出中心頻率為傳感器產(chǎn)生導(dǎo)波的窄頻大功率信號，經(jīng)雙工器輸入電磁超聲第一電磁超聲線圈，激勵產(chǎn)生超聲體波；由材料底面反射回來的超聲體波被電磁超聲第一電磁超聲線圈接收，并轉(zhuǎn)換為電信號，此電磁信號經(jīng)雙工器輸入電磁超聲及導(dǎo)波信號調(diào)理單元，進行信號放大和處理，再輸入多通道信號采集器的對應(yīng)通道進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將采集的信號輸送給上位機軟件，上位機軟件實現(xiàn)對電磁超聲測厚信號的獲取和分析，并得到材料厚度值。

四、表面波檢測工作模式

信號發(fā)生器發(fā)生出中心頻率為傳感器產(chǎn)生表面波的窄頻大功率信號，經(jīng)雙工器輸入電磁超聲第一電磁超聲線圈，激勵產(chǎn)生表面波，此表面波在被檢材料表面?zhèn)鞑?，當電磁超聲第一電磁超聲線圈和電磁超聲第二電磁超聲線圈之間有缺陷時，會使得一部分表面波形成反射，另一部分波形成透射，透射波被電磁超聲第二電磁超聲線圈接收到，利用接收到的透射波信息，實現(xiàn)被檢材料表面缺陷的檢測。

根據(jù)本申請上述實施例，圖14是根據(jù)本發(fā)明實施的一種優(yōu)選的多模式電磁超聲與漏磁一體式檢測傳感器示意圖；如圖14所示，該傳感器包括：u型磁軛05、激勵線圈02、接收線圈08、漏磁接收組件(磁敏元件)01、漏磁接收組件安裝座06、彈簧(示意圖中未標出)、滾輪03、外殼04、外殼上蓋(示意圖中未標出)、接線座07組成。u型磁軛05安裝于外殼內(nèi)部，激勵線圈02和接收線圈08分別位于u型磁軛05兩腿底面，漏磁接收組件01安裝于漏磁接收組件安裝座06上，漏磁接收組件安裝座06安裝于外殼04并位于u型磁軛05的中部位置，漏磁接收組件安裝座06與外殼04間設(shè)置有彈簧，使漏磁接收組件安裝座06可與外殼04間產(chǎn)生一定的滑動，使漏磁接收組件01可良好接觸于被測部件，接線座07位于傳感器一側(cè)，激勵線圈02、接收線圈08、漏磁接收組件01的所有接線都與接線座07連接，滾輪03位于傳感器底部，其使傳感器可在被檢表面良好移動，外殼04上蓋保持與外殼04相匹配，用于在安裝完所有組件后密封傳感器。

優(yōu)選地，上述傳感器中環(huán)形線圈的形狀尺寸可以為：d＝18.2mm，d＝6.2mm，a＝0.4mm。u形磁軛05的外形尺寸55×40×20mm，在線圈處磁場強度約5000gs，磁敏元件可以為霍爾芯片。

作為一種可選的實施方式，圖15是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的檢測設(shè)置示意圖。以6mm厚鋼板檢測為例。如圖15所示，傳感器置于鋼板上方。在漏磁檢測模式下，當傳感器掃查過一個深4mm，寬5.92mm的槽形缺陷時，傳感器檢測到的x、y、z三個方向上的漏磁場強度信號如圖16中所示，其中，bx為x方向上的磁場強度信號，by為y方向上的磁場強度信號，bz為z方向上的磁場強度信號；在電磁超聲測厚模式下，如圖17所示，為采用中心頻率為3.5mhz漢寧窗調(diào)制的三個周期正弦波作為激勵信號，電磁超聲第一電磁超聲線圈自激自收工作模式下采集到的底面回波信號，此時鋼的橫波波速為3240m/s，兩個回波間的時間差為3.704us，鋼板測厚值為6mm；在超聲導(dǎo)波工作模式下，如圖18所示，為采用中心頻率為190khz七個周期漢寧窗調(diào)制的正弦波作為激勵信號，電磁超聲第一電磁超聲線圈在鋼板中激勵產(chǎn)生出的蘭姆波信號；在表面波工作模式下，如圖19所示，為采用中心頻率為7.5mhz漢寧窗調(diào)制7個周期正弦波信號作為激勵信號，由電磁超聲第一電磁超聲線圈激發(fā)，由電磁超聲第二電磁超聲線圈接收到的表面波檢測信號，此時傳播途徑中無缺陷。

需要說明的是，多目標無損檢測中需要采用漏磁、超聲體波、表面波和導(dǎo)波多種技術(shù)手段時，現(xiàn)有分立式傳感器和系統(tǒng)造成如下主要問題：(1)漏磁檢測、超聲體波測厚及檢測、表面波檢測和超聲導(dǎo)波檢測采用的傳感器及儀器系統(tǒng)往往是分立式的，或是幾者的機械組合，造成傳感器數(shù)量多或非常復(fù)雜，儀器系統(tǒng)多。(2)在執(zhí)行檢測時，分立式的傳感器和系統(tǒng)，往往需要分步進行多次重復(fù)檢測，造成程序步驟多，檢測過程繁雜，檢測時間耗時長。(3)在采用機器人檢測的場合，多種檢測傳感器或需要多個機器人進行檢測，即使采用機械復(fù)合式的傳感器，儀器系統(tǒng)也難以合并，會造成機器人體積增大、負重增重等。特別是對于爬壁檢測機器和管道內(nèi)檢測機器人(管道豬)，會造成極大影響，有時候集成到一個機器人上是不可能實現(xiàn)的。

而通過本發(fā)明上述各個實施例公開的技術(shù)方案，可以實現(xiàn)如下技術(shù)效果：(1)提供的多模式電磁超聲與漏磁一體式傳感器，能產(chǎn)生橫波、表面波、超聲導(dǎo)波(導(dǎo)波或sh導(dǎo)波)，避免了現(xiàn)有檢測技術(shù)需采用多個傳感器或是機械地把幾種傳感器組裝在一起造成的重復(fù)檢測或傳感器復(fù)雜的缺點；(2)提供的多模式電磁超聲與漏磁一體式傳感器，體積基本不改變現(xiàn)有各漏磁檢測系統(tǒng)中傳感器的尺寸，可以很方便地用于種各種檢測機器人，如儲罐底板、壁板腐蝕檢測機器人，管道內(nèi)檢測機器人(管道豬)等；(3)提供的檢測儀器系統(tǒng)，采用同一儀器系統(tǒng)可同時實現(xiàn)超聲波測厚及檢測、超聲導(dǎo)波檢測、表面波檢測和漏磁檢測，避免了現(xiàn)有檢測技術(shù)需采用多種儀器系統(tǒng)重復(fù)檢測或者檢測裝置需搭載多套儀器系統(tǒng)的缺點；(4)提供的檢測儀器，具有集成度高、體積小、重量輕的特點，可以方便地搭載到各種檢測機器人系統(tǒng)中；(5)提供的多模式電磁超聲與漏磁檢測一體式傳感器和儀器可同步實現(xiàn)超聲波測厚及檢測、超聲導(dǎo)波檢測、表面波檢測和漏磁檢測，從而實現(xiàn)對鐵磁性金屬材料設(shè)備腐蝕、表面裂紋及內(nèi)部損傷的同步檢測，檢測損傷類型全面，檢測效率高。

實施例2

根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種用于電磁超聲與漏磁一體式檢測的傳感器實施例。

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的多模式電磁超聲與漏磁檢測的傳感器示意圖，如圖2所示，圖標201所示為待測對象，該傳感器包括：u型磁軛203，用于磁化待測對象的材料，并在待測對象的內(nèi)部產(chǎn)生磁場信號；漏磁接收組件205，位于u型磁軛的中部位置，用于檢測待測對象的外部是否存在漏磁場信號；第一電磁超聲線圈207，位于u型磁軛的n極下方，與u型磁軛的n極下端結(jié)合使用，用于產(chǎn)生或接收如下任意一種或多種檢測波：超聲體波、超聲導(dǎo)波和表面波；第二電磁超聲線圈209，位于u型磁軛的s極下方，與u型磁軛的s極下端結(jié)合使用，用于產(chǎn)生或接收如下任意一種或多種檢測波：超聲體波、超聲導(dǎo)波和表面波。

可選地，上述u型磁軛203可以為永磁體，也可以為電磁鐵，用于產(chǎn)生漏磁檢測的勵磁磁場及電磁超聲檢測的偏置磁場；如果磁軛為永磁體，則該磁軛可以用于提供一個持續(xù)的磁場；如果磁軛為電磁鐵(可以為纏繞有線圈的磁軛)，則需要采用通斷直流電的方式來產(chǎn)生磁場。

需要說明的是，上述u型磁軛也可以替換為馬蹄形磁軛，或者通過組裝得到的呈u形的磁軛，只要可以實現(xiàn)u型磁軛功能的磁軛均屬于本申請保護的范圍。

一種可選的實施中，上述漏磁接收組件205可以為磁敏元件，可測量磁場大小和方向，用于采集漏磁檢測信號。

本申請?zhí)峁┑亩嗄Ｊ诫姶懦暸c漏磁檢測的一體式傳感器，可以實現(xiàn)通過一個傳感器同時實現(xiàn)漏磁檢測與電磁超聲檢測，其中，電磁超聲檢測至少包括：超聲體波測厚與直入射探傷檢測、超聲導(dǎo)波檢測功能和表面波檢測。

具體地，上述第一電磁超聲線圈207或第二電磁超聲線圈209中的任意一個線圈與u型磁軛組合，可構(gòu)成電磁超聲傳感器。優(yōu)選地，第一電磁超聲線圈207和第二電磁超聲線圈209呈環(huán)形線圈，分別位于u型磁軛的n極下方和s極下方，利用u型磁軛提供偏置磁場，當采用不同激勵頻率的激勵信號輸入至上述第一電磁超聲線圈207或第二電磁超聲線圈209后，第一電磁超聲線圈207和/或第二電磁超聲線圈209可用于產(chǎn)生和接收超聲體波、表面波和超聲導(dǎo)波。

作為一種可選的實施方式，由u型磁軛與磁敏元件可以構(gòu)成用于進行漏磁檢測的漏磁檢測傳感器，利用u型磁軛作為勵磁裝置，磁敏元件作為磁場探測器件，通過交流或永磁式u型磁軛將鐵磁性材料磁化，如果材料表面或亞表面有缺陷存在，將會使材料中的磁感線發(fā)生畸變，在缺陷上方的材料表面處產(chǎn)生漏磁場，采用磁場探測器件檢測此漏磁場，即可實現(xiàn)對鐵磁性材料表面或來表面缺陷的檢測。在儲罐底板檢測、管道內(nèi)檢測等方面有較大應(yīng)用前景。

作為另一種可選的實施方式，由u型磁軛的n極或s極下端與電磁超聲線圈可以構(gòu)成用于進行電磁超聲檢測的電磁超聲檢測傳感器，通過產(chǎn)生超聲體波、表面波和超聲導(dǎo)波進行無損檢測，具有無需打磨材料表面、無需耦合劑、非接觸檢測等眾多優(yōu)點，特別適用于自動化超聲檢測裝備。超聲體波一般用于脈沖回波式測厚或探傷(是一種點檢測式技術(shù))，表面波一般用于檢測結(jié)構(gòu)表面缺陷，超聲導(dǎo)波一般用于薄壁結(jié)構(gòu)缺陷檢測(是一種面檢測技術(shù))。目前已有搭載電磁超聲直入射傳感器進行脈沖回波測厚的機器人，常用于大型鋼結(jié)構(gòu)壁厚測和腐蝕檢測。相較于壓電超聲檢測機器人，電磁超聲檢測機器人無需配備打磨機構(gòu)和噴水耦合機構(gòu)，節(jié)省了機器機構(gòu)部件、控制模塊、空間、重量和線纜等，具有巨大優(yōu)越性。

由上可知，在本實施例中，采用電磁超聲波與漏磁一體式檢測的方式，通過u型磁軛、漏磁接收組件、第一電磁超聲線圈以及第二電磁超聲線圈相組合，得到一種多模式電磁超聲與漏磁檢測的傳感器，其中，u型磁軛，用于磁化待測對象的被測區(qū)域的材料，并在被測區(qū)域的內(nèi)部產(chǎn)生磁場；漏磁接收組件，位于u型磁軛的中部位置，用于檢測被測區(qū)域的外部是否存在磁場信號；第一電磁超聲線圈，位于u型磁軛的n極下方，與u型磁軛的n極下端構(gòu)成電磁超聲傳感器；第二電磁超聲線圈，位于u型磁軛的s極下方，與u型磁軛的s極下端構(gòu)成電磁超聲傳感器，達到了簡化系統(tǒng)組成部分，并且能快速檢測鐵磁性金屬材料腐蝕、表面裂紋以及檢測內(nèi)部損傷的目的，進而解決了現(xiàn)有技術(shù)無法實現(xiàn)對被測材料進行超聲體波、超聲導(dǎo)波、表面波和漏磁全面檢測造成檢測不全面、工作效率低的技術(shù)問題。

需要說明的是，由于電磁超聲與漏磁一體式檢測傳感器的獨特的結(jié)構(gòu)，上述傳感器可以實現(xiàn)但不限于幾種檢測功能：漏磁檢測功能、超聲體波測厚與直入射探傷功能、超聲導(dǎo)波檢測功能和表面波檢測功能。

下面結(jié)合圖4來說明上述幾種檢測功能。圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的電磁超聲與漏磁一體式傳感器的工作原理圖，如圖4所示，圖標201所示為待測對象(鐵磁性被檢構(gòu)件)，圖標203所示為u型磁軛，圖標205所示為磁敏元件。

第一種檢測功能，即，漏磁檢測。基于圖4所示的一體式傳感器，利用u型磁軛203將待測對象(鐵磁性被檢構(gòu)件)磁化后，在待測對象內(nèi)部產(chǎn)生磁場信號，形成磁化區(qū)10，由圖2可以看出，由u型磁軛203與待測對象(被檢構(gòu)件)201組成了一個閉合磁路，當被檢構(gòu)件表面或近表面存在缺陷(例如，圖4中圖標2所示的表層缺陷)時，磁路發(fā)生畸變，一部分磁感線進入空氣，泄漏到被檢構(gòu)件的外部，形成漏磁場，從而被磁敏元件205探測到，通過對漏磁場信號進行分析，可以確定被檢構(gòu)件上是否存在缺陷。

第二種檢測功能，超聲體波測厚與直入射探傷檢測功能?；趫D4所示的一體式傳感器，由磁軛(例如，u型磁軛)的n極或s極下的任意一端與其下方的線圈，可組成電磁超聲傳感器。具體地，以圖4為例來說明超聲波的激勵過程：當線圈(第一電磁超聲線圈207或第二電磁超聲線圈209)中通以體波響應(yīng)頻率信號f1時，一般是中心頻率為幾兆赫茲的窄頻帶瞬態(tài)脈沖信號，鐵磁性導(dǎo)體被檢材料中感生出渦流60，由電磁感應(yīng)的基本原理可知，此渦流場幾乎可以認為是環(huán)形線圈的鏡像，渦流方向與線圈中電流方向相反，在u型磁軛某一磁極(n極或者s極)提供的垂直磁場作用下，渦流場60受洛侖茲力作用，這些作用力使得線圈下方的質(zhì)點產(chǎn)生跟線圈中電流同頻率的機械振動。此外，線圈的導(dǎo)線還會產(chǎn)生動態(tài)變化的磁場，此動磁場使得每一份線元下方的鐵磁性材料產(chǎn)生磁化力和磁致伸縮力，這些作用力也會使得線圈下方的質(zhì)點產(chǎn)生跟線圈中電流同頻率的機械振動。在上述三種作用力的共同作用下，鐵磁性導(dǎo)波材料中耦合產(chǎn)生出垂直入射的橫波20，此橫波20可以用于對線圈正下方區(qū)域的測厚或直入射探傷。當超聲體波遇到待測對象的底面后，產(chǎn)生反射波，反射波傳播到材料表面時，引起處于磁場中的材料表面質(zhì)點振動，產(chǎn)生向周圍空間輻射的電磁波，并被線圈探測到。

第三種檢測功能，超聲導(dǎo)波檢測功能?；趫D4所示的一體式傳感器，由處于磁軛(u型磁軛)的n極或s極某一極下方的環(huán)形線圈傳感器(只需要一個作為激勵即可)可以實現(xiàn)超聲導(dǎo)波檢測。由上述環(huán)形線圈電磁超聲工作原理可知，每個線圈可在鐵磁性材料表面環(huán)形鏡象區(qū)域產(chǎn)生振動源。對于一定材料、一定厚度的結(jié)構(gòu)，在低頻(50khz～500khz)的某些頻率段(工作頻率)，可以激勵產(chǎn)生較單一的s0模態(tài)導(dǎo)波，一種可選的實施例中，產(chǎn)生的導(dǎo)波可以如圖4中30所示，可以用于檢測待測對象整個厚度上的缺陷，如圖4中圖標1所示的體內(nèi)缺陷。導(dǎo)波工作頻率一般是窄頻段，激勵產(chǎn)生單一s0模態(tài)導(dǎo)波時，需采用窄頻調(diào)制信號作為檢測信號。由于環(huán)形線圈的對稱性，此導(dǎo)波以環(huán)形線圈為中心，360°均勻輻射傳播。導(dǎo)波能量在材料厚度方向上均有分布，因此可以檢測到材料整個厚度上的缺陷，如圖4中圖標30所示為導(dǎo)波，圖標1所示為體內(nèi)缺陷。

第四種檢測功能，表面波檢測?；趫D4所示的一體式傳感器，置于由u型磁軛的n極或s極下的環(huán)形線圈，由上述的環(huán)形線圈電磁超聲工作原理可知，每個線圈可在鐵磁性材料表面環(huán)形鏡象區(qū)域產(chǎn)生振動源。圖10示出了一種傳感器形狀尺寸設(shè)計的示意圖，如圖10所示，圖10中d為線圈最外側(cè)的線圈直徑。在一種可選的實施例中，第一電磁超聲線圈和第二電磁超聲線圈的尺寸滿足如下公式：

a＝λr且

其中，λr為表面波波長，a為相鄰線源距離，d為線圈最內(nèi)側(cè)的線圈直徑，n為正整數(shù)，即相鄰線源距離等于表面波的波長時，激勵或接收波長為λr的表面波。一種可選的實施例中，形成的表面波如圖4中圖標40所示，可以用于檢測待測對象的表面缺陷2。

在一種可選的實施例中，由環(huán)形線圈電磁超聲工作原理可知每個線圈可鐵磁性材料表面環(huán)形鏡象區(qū)域產(chǎn)生振動源。在通過上式對表面波進行檢測時，有以下兩種檢測模式：

模式一：一激一收檢測模式，例如處于n極下方的線圈作為激發(fā)傳感器，激勵產(chǎn)生表面波，處于s極下方的線圈作為接收傳感器，接收表面波(反之，n極下方的線圈作為接收，s極下方的傳感器作為激勵，道理是同樣的)。當u型磁軛n極到s極中間的被檢材料區(qū)域(即表面波檢測區(qū)域)存在表層缺陷時，接收傳感器收到表面波能量相對于無缺陷時的能量減小，即可判斷出此區(qū)域中是否存在缺陷，通過能量減小的量可以評估缺陷的大小。

模式二：自激自收與一激一收模式，例如處于n極下方的線圈既作為激發(fā)傳感器也作為接收傳感器，處于s極下方的線圈作為接收傳感器，接收表面波。此時如果表面波檢測區(qū)域存在表層缺陷時，前向傳播信號和反射播信號會被s極下方的線圈和n極下方的線圈接收到。通過透射系數(shù)和反射系數(shù)可以更準確地評估缺陷的大小。

可選的，漏磁接收組件為磁敏元件，優(yōu)選地，該磁敏元件為霍爾芯片。

可選的，傳感器還包括：漏磁接收組件安裝座和外殼，其中，漏磁接收組件安裝座用于安裝漏磁接收組件，漏磁接收組件安裝座與外殼間設(shè)置有彈簧，使漏磁接收組件安裝座與外殼間產(chǎn)生一定的滑動。

在一種優(yōu)選的實施例中，圖14是根據(jù)本發(fā)明實施的一種優(yōu)選的多模式電磁超聲與漏磁檢測的傳感器示意圖；如圖14所示，該傳感器包括：u型磁軛05、激勵線圈02、接收線圈08、漏磁接收組件(磁敏元件)01、漏磁接收組件安裝座06、彈簧示意圖中未標出、滾輪03、外殼04、外殼上蓋(示意圖中未標出)、接線座07組成。u型磁軛05安裝于外殼內(nèi)部，激勵線圈02和接收線圈08分別位于u型磁軛05兩腿底面，漏磁接收組件01安裝于漏磁接收組件安裝座06上，漏磁接收組件安裝座06安裝于外殼04并位于u型磁軛05的中部位置，漏磁接收組件安裝座06與外殼04間設(shè)置有彈簧，使漏磁接收組件安裝座06可與外殼04間產(chǎn)生一定的滑動，使漏磁接收組件01可良好接觸于被測部件，接線座07位于傳感器一側(cè)，激勵線圈02、接收線圈08、漏磁接收組件01的所有接線都與接線座07連接，滾輪03位于傳感器底部，其使傳感器可在被檢表面良好移動，外殼04上蓋保持與外殼04相匹配，用于在安裝完所有組件后密封傳感器。

優(yōu)選地，上述傳感器中環(huán)形線圈的形狀尺寸可以為：d＝18.2mm，d＝6.2mm，a＝0.4mm。u形磁軛05的外形尺寸55×40×20mm，在線圈處磁場強度約5000gs，磁敏元件可以為霍爾芯片。

實施例3

根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種多模式電磁超聲與漏磁檢測的系統(tǒng)實施例。

圖13是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種多模式電磁超聲與漏磁檢測的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖13所示，該系統(tǒng)包括實施例1中任意一種可選的或優(yōu)選的多模式電磁超聲與漏磁檢測的傳感器，以及信號發(fā)生器11和功率放大器12。其中，信號發(fā)生器用于產(chǎn)生對第一電磁超聲線圈和第二電磁超聲線圈的激勵信號，功率放大器用于對激勵信號進行放大。

其中，由信號發(fā)生器和功率放大器組成電磁超聲激勵源。電磁超聲激勵源頻率帶寬范圍需包含超聲導(dǎo)波及超聲波檢測頻率，一般在10khz～20mhz范圍內(nèi)。激勵過程中能夠控制產(chǎn)生有特定主頻的窄頻帶信號，通過雙工器后進入到一體式傳感器中的第一電磁超聲線圈中。

由上可知，在本實施例中，采用電磁超聲波與漏磁一體式檢測的方式，通過信號發(fā)生器和功率放大器組成一種多模式電磁超聲與漏磁檢測的系統(tǒng)，其中，信號發(fā)生器用于產(chǎn)生對第一電磁超聲線圈和第二電磁超聲線圈的激勵信號，功率放大器用于對激勵信號進行放大，達到了簡化系統(tǒng)組成部分，并且能快速檢測鐵磁性金屬材料腐蝕、表面裂紋以及檢測內(nèi)部損傷的目的，進而解決了現(xiàn)有技術(shù)無法實現(xiàn)對被測材料進行超聲體波、超聲導(dǎo)波、表面波和漏磁全面檢測造成檢測不全面、工作效率低的技術(shù)問題。

可選的，如圖13所示，上述系統(tǒng)還包括：雙工器13，用于將放大后的激勵信號輸入第一電磁超聲線圈和第二電磁超聲線圈，并接收第一電磁超聲線圈和第二電磁超聲線圈探測到的回波信號。

在一種可選的實施例中，雙工器允許大功率激勵信號進入激勵傳感器，限制大功率激勵信號進入電磁超聲信號調(diào)理單元14，只允許小于某一電壓的小信號(電磁超聲接收信號)進入到電磁超聲信號調(diào)理單元14。

可選的，如圖13所示，上述系統(tǒng)還包括：多通道信號采集器17，用于接收第一電磁超聲線圈207和第二電磁超聲線圈209探測到的回波信號以及漏磁接收組件檢測到的漏磁場信號。

在一種可選的實施例中，多通道信號采集器具有對電磁超聲傳感器、磁敏元件、電磁超聲傳感器接收信號，經(jīng)電磁超聲及導(dǎo)波信號調(diào)理單元、漏磁信號調(diào)理單元15、電磁超聲導(dǎo)波信號調(diào)理單元16處理后，進行數(shù)模轉(zhuǎn)換采樣的功能。

可選的，如圖13所示，上述系統(tǒng)還包括：上位機18，用于對多通道信號采集器上傳的回波信號和/或磁場信號進行分析，并根據(jù)分析結(jié)果確定待測對象是否存在缺陷。

在一種可選的實施例中，上位機18用于對檢測系統(tǒng)進行控制，主要有控制系統(tǒng)處于不同的工作模式下，控制輸出特定的檢測信號，記錄檢測信號并進行信號處理、顯示與輸出。

在一種可選的實施例中，電磁超聲及導(dǎo)波信號調(diào)理單元具有對接收的電磁超聲及電磁超聲導(dǎo)波信號進行放大的功能，可包含模擬濾波功能。

漏磁信號調(diào)理單元15具有對接收的漏磁信號進行放大和濾波功能。

電磁超聲導(dǎo)波信號調(diào)理單元16具有對接收的導(dǎo)波和表面波信號進行放大的功能，可包含模擬濾波功能。

實施例4

根據(jù)本發(fā)明實施例，還提供了一種用于實現(xiàn)上述基于電磁超聲與漏磁檢測方法的裝置實施例，圖20是本發(fā)明實施例的一種多模式電磁超聲與漏磁檢測的裝置示意圖，如圖20所示，該裝置包括：接收模塊211、控制模塊213和確定模塊215。

其中，接收模塊211，用于接收對待測對象進行檢測的操作指令，其中，操作指令用于控制檢測傳感器進入如下任意一種或多種工作模式：漏磁檢測、超聲體波檢測、超聲導(dǎo)波檢測和表面波檢測；

控制模塊213，用于根據(jù)操作指令，控制檢測傳感器輸出對應(yīng)的檢測信號；

檢測模塊215，用于基于檢測信號，對待測對象進行檢測。

由上可知，在本申請上述實施例中，采用由u型磁軛、電磁超聲線圈和磁敏元件組成的多模式電磁超聲與漏磁一體式傳感器，通過上位機接收用戶輸入的對待測對象進行檢測的操作指令，并根據(jù)操作指令控制檢測傳感器進入任意一種或多種工作模式，輸出與該工作模式對應(yīng)的檢測信號，最后利用該檢測信號對待測對象進行檢測，達到了利用一個傳感器實現(xiàn)漏磁、電磁超聲等多種檢測模式的目的，從而實現(xiàn)了降低檢測系統(tǒng)復(fù)雜度和成本，提高檢測效率的技術(shù)效果，進而解決了現(xiàn)有技術(shù)無法實現(xiàn)對被測材料進行超聲體波、超聲導(dǎo)波、表面波和漏磁全面檢測造成檢測不全面、工作效率低的技術(shù)問題。

在一種可選的實施例中，上述檢測傳感器至少包括：磁軛、漏磁接收組件、位于磁軛的n極下方的第一電磁超聲線圈和位于磁軛的s極下方的第二電磁超聲線圈，其中，磁軛為如下任意一種：永磁體或電磁鐵，用于產(chǎn)生漏磁檢測的勵磁磁場以及電磁超聲檢測的偏置磁場。

在一種可選的實施例中，在工作模式為漏磁檢測的情況下，檢測傳感器通過磁軛在待測對象的內(nèi)部產(chǎn)生磁場信號；其中，上述檢測模塊215可以包括：檢測單元，用于通過漏磁接收組件檢測是否存在磁場信號，其中，漏磁接收組件位于u型磁軛的中部位置；第一確定單元，用于根據(jù)檢測結(jié)果確定待測對象是否存在缺陷。

在一種可選的實施例中，上述控制模塊213可以包括：第一獲取單元，用于獲取用于產(chǎn)生超聲體波的第一激勵信號，其中，第一激勵信號的頻率為第一頻率；第一輸入單元，用于將第一激勵信號輸入第一電磁超聲線圈或第二電磁超聲線圈；第二產(chǎn)生單元，用于根據(jù)第一電磁超聲線圈與u型磁軛的n極，或第二電磁超聲線圈與u型磁軛的s極，產(chǎn)生超聲體波。

在一種可選的實施例中，上述檢測模塊215可以包括：第一接收單元，用于接收由待測對象對超聲體波反射的第一回波信號；第二確定單元，用于根據(jù)第一回波信號確定待測對象是否存在缺陷，和/或根據(jù)第一回波信號確定待測對象的厚度。

在一種可選的實施例中，上述控制模塊213可以包括：第二獲取單元，用于獲取用于產(chǎn)生超聲導(dǎo)波的第二激勵信號，其中，第二激勵信號的頻率為第二頻率；第二輸入單元，用于將第二激勵信號輸入第一電磁超聲線圈或第二電磁超聲線圈；第三產(chǎn)生單元，用于根據(jù)第一電磁超聲線圈與u型磁軛的n極，或第二電磁超聲線圈與u型磁軛的s極，產(chǎn)生超聲導(dǎo)波。

在一種可選的實施例中，上述檢測模塊215可以包括：第二接收單元，用于接收由待測對象對超聲體波反射的第二回波信號；第三確定單元，用于根據(jù)第二回波信號確定待測對象是否存在缺陷。

在一種可選的實施例中，上述控制模塊213可以包括：第三獲取單元，用于獲取用于產(chǎn)生表面波的第三激勵信號，其中，第三激勵信號的頻率為第三頻率；第四確定單元，用于將第三激勵信號輸入第一電磁超聲線圈，或第二電磁超聲線圈；第四產(chǎn)生單元，用于根據(jù)第一電磁超聲線圈與u型磁軛的n極，或第二電磁超聲線圈與u型磁軛的s極，產(chǎn)生表面波。

在一種可選的實施例中，上述檢測模塊215可以包括：第三接收單元，用于通過第一電磁超聲線圈，和/或第二電磁超聲線圈接收來自另外一個電磁超聲線圈的表面波；第四確定單元，用于根據(jù)表面波的能量確定待測對象是否存在缺陷。

在一種可選的實施例中，上述檢測模塊215可以包括：第四接收單元，用于通過第一電磁超聲線圈，和/或第二電磁超聲線圈接收來自另外一個電磁超聲線圈的表面波的第一表面波；第五接收單元，用于通過第一電磁超聲線圈，和/或第二電磁超聲線圈接收其自身發(fā)出的第二表面波；第五確定單元，用于根據(jù)第一表面波和第二表面波的能量確定待測對象是否存在缺陷。

上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。

在本發(fā)明的上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側(cè)重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關(guān)描述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的技術(shù)內(nèi)容，可通過其它的方式實現(xiàn)。其中，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如所述單元的劃分，可以為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，單元或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可為個人計算機、服務(wù)器或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：u盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、移動硬盤、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。