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德斯森電子 渦流探傷儀

Eddy current detector

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渦流探傷儀的結(jié)構(gòu)組成

分類:公司新聞   更新時(shí)間:2024-09-11  點(diǎn)擊次數(shù):161

渦流探傷儀的結(jié)構(gòu)組成

正弦波振蕩器正弦波振蕩器以正反饋放大器構(gòu)成的自激振蕩器為基礎(chǔ),它主要由放大器和正反饋網(wǎng)絡(luò)組成,且要滿足產(chǎn)生自激振蕩的幅度和相位平衡條件:幅度平衡條件指反饋信號的幅度應(yīng)等于原輸入信號的幅度。


為產(chǎn)生某一確定頻率的正弦波,還需具有選頻網(wǎng)絡(luò),選頻網(wǎng)絡(luò)可使信號中不滿足自激振蕩條件的頻率受到Y(jié)Z。


變壓器反饋式LC正弦波振蕩器的放大電路以三極管BGl(3DG201)為核心組成,變壓器的三個(gè)線圈N1、N2、N3分別繞在同一鐵心上,N1為原邊繞組,N2、N3為副邊繞組。N1作為三極管的集電極負(fù)載,N2、N3作為三極管的發(fā)射極負(fù)載,用來實(shí)現(xiàn)正反饋,即將輸出信號在N2、N3中感生的交流電壓自放大器的發(fā)射極通過隔直電容C1回送輸入端:同時(shí)N2、N3與可變電容C3組成LC并聯(lián)諧振回路作為選頻網(wǎng)絡(luò)。


探頭線圈

探頭線圈是由激勵(lì)線圈和測量線圈組成的變壓器耦合式互感電路,兩個(gè)線圈以一個(gè)磁芯為核心采用緊密耦合方式繞制,其中激勵(lì)線圈和測量線圈的匝數(shù)比為3:1,而被測試件金屬塊相當(dāng)于很多個(gè)匝數(shù)為1的線圈重疊而成。正弦波振蕩器提供激勵(lì)信號,其輸出端直接與激勵(lì)線圈相連,激勵(lì)線圈用作高頻正弦信號激勵(lì)源,通以高頻正弦信號就會(huì)產(chǎn)生交變磁場(一次磁場)。測量線圈用來檢測通過其中的磁通量變化,以此來確定試件表面缺陷引起的磁場變化。


一次磁場通過測量線圈時(shí)會(huì)在其中產(chǎn)生交變的感生電動(dòng)勢,而且還會(huì)在金屬塊中感生出交變的渦流,該渦流同樣也會(huì)在周圍空間形成交變磁場(二次磁場)并在測量線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。因此通過測量線圈的磁場是由激勵(lì)磁場和渦流磁場迭加得到的合成磁場。


當(dāng)探頭在被測試件表面上(或一定距離處)劃過時(shí),由于被測試件和探頭都具有高磁導(dǎo)率,磁通主要集中在探頭和被測試件接觸點(diǎn)的主磁路內(nèi);忽略漏磁通時(shí),可認(rèn)為主磁路內(nèi)處處都有相同的磁通。假定激勵(lì)信號振幅不變,探頭線圈和金屬塊之間的距離也保持恒定,則渦流及渦流磁場的強(qiáng)度與分布就由金屬塊的材質(zhì)決定,即合成磁場受金屬塊的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、裂紋等因素的影響。


探頭和被測試件的磁導(dǎo)率都遠(yuǎn)大于空氣的磁導(dǎo)率,故被測試件表面沒有缺陷(氣隙)時(shí),則可認(rèn)為磁路中的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻分布、處處不變(因磁路各處材質(zhì)均勻、磁場強(qiáng)度不變);當(dāng)被檢測材料表面有缺陷或裂紋存在時(shí),探頭接觸到的氣隙發(fā)生變化,磁路的磁導(dǎo)率不再處處均勻,此時(shí)磁路內(nèi)的磁導(dǎo)率變小,而磁場強(qiáng)度不變,則磁感應(yīng)強(qiáng)度變小、通過此磁路及測量線圈的磁通量變小,進(jìn)而影響測量線圈的電特性。


根據(jù)互感原理,在其它參數(shù)并未發(fā)生變化的情況下,會(huì)使測量線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢幅值變??;同理,探頭在運(yùn)動(dòng)過程中由氣隙再返回原來狀況的過程中,通過磁路的磁通量又會(huì)恢復(fù)變大,測量線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢幅值也就會(huì)相應(yīng)變大。因此,只要檢驗(yàn)出代表磁通量發(fā)生變化的電特性參數(shù)(電動(dòng)勢),就能間接取得金屬塊的裂紋及分布等相關(guān)信息,這正是利用渦流方法對金屬進(jìn)行探傷檢測的基本原理。


檢波電路

為了發(fā)現(xiàn)測量線圈的感生電動(dòng)勢變化,借鑒了收音機(jī)的檢波原理,從而利用檢波電路把測量線圈中的高頻信號包絡(luò)線檢測出來。一般用于檢波的理想器件是點(diǎn)接觸型半導(dǎo)體二極管。根據(jù)輸入信號的大小,檢波二極管工作在其特性曲線的線性區(qū)(直線部分)或非線性區(qū)(彎曲部分),前者用于大信號檢波,后者用于小信號檢波。


由于來自測量線圈的輸入信號幅度較大,要求二極管工作在線性區(qū)大信號檢波,這與整流過程一樣,都是利用二極管的單向?qū)щ娦浴?梢?,輸入信號的頻率越高,電容C1的放電時(shí)間就越短,則電阻R1兩端的輸出電壓就越逼近于電動(dòng)勢F的電壓峰值。因此把電阻R1兩端的電壓提取出來,就得到了電動(dòng)勢F的電壓幅值包絡(luò)線的近似圖形,于是就檢出了所需要的測試信號。


測量比較電路測量比較電路用來判斷從二極管檢波電路取得的包絡(luò)線是否帶有表明被測試件表面有、無缺陷的電信號,它主要由三極管BG2、穩(wěn)壓管DZ、精密變阻器Rvar和運(yùn)放LM324組成。三極管BG2起低放作用,電阻R1、R2分別為其基極、集電極的偏置電阻。電容C1為10 uF的大電容,C2為0.01 uF的小電容。


由于大電容的時(shí)間常數(shù)很大,對于高頻信號近似于斷路,對于低頻信號相當(dāng)于短路;而小電容時(shí)間常數(shù)小,對于低頻信號相當(dāng)于斷路,對于高頻信號相當(dāng)于短路。而該電路的輸入信號包絡(luò)線波形為低頻信號,因此該信號能通過電容C1送到三極管BG2的基極,而輸入信號中有高頻成分(噪聲)則會(huì)通過小電容C2接地,使C2起到屏蔽信號高頻分量的作用。


當(dāng)探頭線圈檢測到被測試件表面有氣隙時(shí),測量線圈輸出的交流信號幅值會(huì)減?。辉撔盘柦?jīng)檢波后得到一個(gè)向下彎曲的電壓曲線,其彎曲部分就代表了探測到試件缺陷對渦流的影響;此時(shí)三極管BG2基極輸入電壓減小、集電極輸出電壓增大。輸入的包絡(luò)線信號經(jīng)BG2放大后輸出的波形形狀更為明顯,由集電極輸出并送入比較器電路。


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