CN116448873A - 一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪、方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪、方法，包括：所述谐振发生器的输出端连接至所述检测探头的发送端形成1‑40MHz谐振频率探测源，所述探测源靠近待测材料时使待测材料表面产生感应电流；所述检测探头的接收端连接至所述信号转换模块的输入端，用于接收待测材料返回的谐振频率信号，所述检测探头根据待测材料感应电流产生变化进而产生谐振频率变化；所述信号转换模块将所述检测探头产生的谐振频率信号转换为电压信号，所述信号转换模块的输出端连接至所述记录分析模块，用于实时记录分析电压信号实现待测材料的探伤。可实现对极细裂丝裂纹的检测。

Description

一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪、方法

技术领域

本发明涉及涡流探伤技术领域，尤其涉及一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪、方法。

背景技术

涡流探伤仪是一种基于涡流检测原理来探测钢铁棒材、板材是否存在裂纹、气孔等缺陷的设备，它具有抑制干扰信号、拾取有用信息的功能，该仪器由振荡发生器、检测探头、信号转换模块、记录分析模块等组成，主要用于金属材料的无损探伤。

涡流探伤原理运用电磁感应的原理。当交流电通入一个线圈时，如果电压及频率不变，则通过线圈的电流也将不变。如果在线圈附近有导体，则在导体表面产生感生电流，由于感生电流是转圈流动的，特别像水产生的漩涡，故叫涡流。涡流磁场方向与外加电流的方向相反，因此将使线圈的阻抗、通过电流的大小相位均发生变化。若保持其他因素不变，当导体表面或者次表面有缺陷存在时，就会影响的线圈的电流、阻抗等参数的变化。将缺陷引起变化的信号输出放大，就能达到探伤目的。

检测探头，内部包含有作为传感元件功能的线圈，当使用传感器探头扫描检测工件时，任何缺陷都会对高频载波(激励)信号进行调制。最终，任何会影响检测金属工件内部涡流状态的特性(例如材料电导率或磁导率)或任何存在的缺陷都将显示在涡流信号曲线上。例如，如图1所示，在出现裂纹的情况下，检测探头线圈两端的交流电压的大小会暂时增加。

传统的探伤仪都是通过输出一定的激励频率信号，再通过对信号的阻抗变化进行分析所得，其频率受到一定的限制，通常不会超过10MH，因此对于极细丝裂纹的检测就显得力不从心了。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪、方法，能够解决上述的问题。

本发明的一方面提供一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪，包括：谐振发生器、检测探头、信号转换模块、记录分析模块；

所述谐振发生器的输出端连接至所述检测探头的发送端形成1-40MHz谐振频率探测源，所述探测源靠近待测材料时使待测材料表面产生感应电流；

所述检测探头的接收端连接至所述信号转换模块的输入端，用于接收待测材料返回的谐振频率信号，所述检测探头根据待测材料感应电流产生变化进而产生谐振频率变化；所述检测探头包括：探伤信号采集线圈、干扰信号补偿线圈、比较器I1；所述探伤信号采集线圈连接至所述比较器I1的正极，用于发送和采集谐振频率；所述干扰信号补偿线圈连接至所述比较器I1的负极，用于产生差动补偿信号，进而在接收谐振频率信号时抵消外界的干扰信号；所述比较器I1的输出端连接至所述信号转换模块的输入端；

所述信号转换模块将所述检测探头产生的谐振频率信号转换为电压信号，所述信号转换模块包括：分频电路和频率电压转换电路；所述分频电路的输入端连接至所述检测探头的接收端，用于对谐振频率信号进行分频；所述分频电路的输出端连接至所述频率电压转换电路的输入端，用于将谐振频率信号转换为电压信号；所述信号转换模块的输出端连接至所述记录分析模块，用于实时记录分析电压信号实现待测材料的探伤。

进一步，包括：零点补偿电路和数显直流电压表；

所述零点补偿模块连接至所述信号转换模块的输出端，用于调节输出电压以及校准基准电压；所述数显直流电压表的输入端连接至所述信号转换模块的输出端，用于显示当前输出电压，配合所述零点补偿电路校准基准电压。

进一步，包括：直流放大电路；

所述零点补偿电路的输出端连接至所述直流放大电路的输入端，用于放大电压信号。

进一步，包括：电压跟随电路；

所述电压跟随电路的输入端连接至所述直流放大电路的输出端，所述电压跟随电路的输出端连接至所述记录分析模块的输入端，用于缓冲和隔离所述直流放大电路的输入电压。

进一步，包括：滚轮式计米记数器；

所述滚轮式计米记数器的输出端连接至所述记录分析模块的输入端，用于计算待测材料的长度并发送给所述记录分析模块和所述电压信号同步记录。

本发明另一方面提供一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤方法，包括：

通过所述谐振发生器产生所述谐振频率信号通过所述检测探头发送给所述待测材料；

所述检测探头根据待测材料感应电流产生变化进而产生谐振频率变化，得到所述谐振频率信号；

通过所述信号转换模块将所有所述谐振频率信号转换为所述电压信号；

通过所述记录分析模块根据所述待测材料的长度对应记录所述电压信号；

通过所述记录分析模块对所述电压信号进行分析计算得到待测材料的不同位置的裂纹深度。

进一步，所述通过所述信号转换模块将所有所述谐振频率信号转换为所述电压信号包括：

通过所述分频电路对所有所述谐振频率信号进行6次二分频处理得到所述分频信号；

通过所述频率电压转换电路将所述分频信号转换为所述电压信号。

进一步，所述通过所述记录分析模块根据所述待测材料的长度对应记录所述电压信号包括：

通过所述滚轮式计米记数器跟随所述检测探头移动；

通过所述滚轮式计米记数器同步将移动米数发送给所述记录分析模块；

通过所述信号转换模块同步将所述电压信号发送给所述记录分析模块。

进一步，所述通过所述记录分析模块对所述电压信号进行分析计算得到待测材料的不同位置的裂纹深度L包括：

获取所述待测材料的直径D、满程电压U、放大电压信号Uo；

通过所述待测材料的直径D、满程电压U、放大电压信号Uo，计算所述裂纹深度L，所述裂纹深度满足L＝D*U0/U。

进一步，所述通过所述谐振发生器产生所述谐振频率信号通过所述检测探头发送给所述待测材料之前包括：

通过所述零点补偿电路对所述信号转换模块输出的所述电压信号进行调零校准。

本发明的有益效果：

一是通过谐振发生器产生频率为1-40MHz的正弦波，进而配合分频电路、频率电压转换模块、直流放大电路，实现对1-40MHz及以上的谐振频率信号进行分频转换处理，对微弱信号的放大，进而提高检测灵敏度，可以检测10um以下裂纹。

二是通过共基极变压器反馈式LC振荡器产生自激振荡信号，突破原有信号激励频率固定，分析阻抗变化信号来获得探伤信号，使用谐振电路原理通过阻抗变化导致频率变化信号来获得探伤信号。

三是通过在检测探头中设置探伤信号采集线圈和干扰信号补偿线圈；探伤信号的采集在同一个检测线圈中采集，避免了标准比较式的两个探头差异引起的误差。同时，两个线圈放在同一个探头里，获得的干扰信号肯定是一致的，两个线圈组成差动补偿式，实时抵消干扰信号，使得抗干扰性明显增强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的背景技术中探伤仪原理示意图。

图2是本发明中的探伤仪的组成结构示意图。

图3是本发明中的LC并联谐振电路图。

图4是本发明中的共基极变压器反馈式LC振荡电路图。

图5是本发明中的标准比较式检测探头结构示意图。

图6是本发明中的传统绝对式检测探头结构示意图。

图7是本发明中的本发明改进的检测探头结构示意图。

图8是本发明中的频率电压转换电路图。

图9是本发明中的零点补偿电路图。

图10是本发明中的直流放大电路图。

图11是本发明中的电压跟随电路图。

图12是本发明中的探伤结果电压图谱。

图13是本发明中的裂纹情况下的探伤仪探伤结果和金相检验对比图。

图14是本发明中的无裂纹情况下的探伤仪探伤结果和金相检验对比图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

如图2所示，本发明实施例提供出一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪，包括：谐振发生器、检测探头、信号转换模块、记录分析模块；

所述谐振发生器的输出端连接至所述检测探头的发送端形成1-40MHz谐振频率探测源，所述探测源靠近待测材料时使待测材料表面产生感应电流；

在本实施例中，信号源的设计常用的有四种方案：

1、应用专用的DDS芯片直接生成；该方案优点：可以输出高稳定度和高精度的信号，容易生成频率范围0Hz～10MHz的正弦波，且容易改变频率；该方案的缺点：很难生成10MHz以上频率的正弦波。

2、应用FPGA等集成芯片通过DDS技术合成；该方案优点：可以输出高稳定度和高精度的频率源，容易实现输出正弦波，且容易改变频率；该方案的缺点：很难生成100kHz以上频率的正弦波；

3、应用谐振电路生成；该方案优点：电路结构简单，容易生成频率范围0Hz～50MHz的正弦波；该方案的缺点：比较难改变频率。

4、应用晶振和分频器生成需要频率方波，通过滤波器转换成正弦波；该方案优点：容易生成频率范围0Hz～10MHz的正弦波；该方案的缺点：很难生成10MHz以上频率的正弦波，很难改变频率。

由于本设计对信号源的频率值要求比较高，方案3比较容易实现40MHz的频率，因此选择方案3，信号源采用谐振发生器实现。

如图3所示，LC并联谐振回路是由电感线圈L、电容器C与外加信号源相互并联组成的振荡电路。在不同工作频率的信号激励下，LC并联谐振回路表现出不同的阻抗幅频特性和相频特性。其中，r代表线圈L的等效损耗电阻，根据回路谐振时，其等效阻抗为纯电阻，可以得到谐振时由此求得谐振频率/>或者/>

进一步，如图4所示，本发明采用共基极变压器反馈式LC振荡器作为谐振发生器，在这类反馈振荡器电路中，把反馈电压作为输入电压，LC并联谐振回路主要作为选频反馈网络使用。输出端的信号被反馈至输入端，且反馈信号与输入信号相位相同，形成闭环正反馈，从而不需要外加信号激励就可产生输出信号，产生自激振荡。

所述检测探头的接收端连接至所述信号转换模块的输入端，用于接收待测材料返回的谐振频率信号，所述检测探头根据待测材料感应电流产生变化进而产生谐振频率变化；所述检测探头包括：探伤信号采集线圈、干扰信号补偿线圈、比较器I1；所述探伤信号采集线圈连接至所述比较器I1的正极，用于发送和采集谐振频率；所述干扰信号补偿线圈连接至所述比较器I1的负极，用于产生差动补偿信号，进而在接收谐振频率信号时抵消外界的干扰信号；所述比较器I1的输出端连接至所述信号转换模块的输入端；

在本实施例中，在涡流探伤中，是靠检测探头(检测线圈)来建立交变磁场，把能量传递给被检导体；同时又通过涡流所建立的交变磁场来获得被检导体中的质量信息。因此，检测线圈实际上一种换能器。

标准比较式(如图5所示)能够识别连续性裂纹、贯穿性裂纹，但是抗干扰性差。分析原因得知，由于其两个探头比较独立，当其中一个获得干扰信号，另一个探头未获得干扰信号时，电桥就失去平衡，造成检验误差。故此方案对两个探头的一致性，探头线的一致性、屏蔽性要求比较高，这个在实际操作过程中是比较困难的。

传统的绝对式(如图6所示)探头只有一个线圈，其虽然能够识别连续性裂纹、贯穿性裂纹，但是抗干扰性也比较差。分析原因得知，由于其只有一个探头，当其获得一个干扰信号，电桥就失去平衡，造成检验误差。故此方案对屏蔽性要求特别高，这个在实际操作过程中是也是比较困难的。

因此，本发明综合改进了绝对式，同一个探头里放置两个线圈，一个用于探伤信号采集的线圈，一个用于干扰信号补偿的线圈(如图7所示)。这样的探头有两个特点：

1、探伤信号的采集在同一个检测线圈中采集，避免了标准比较式的两个探头差异引起的误差。

2、两个线圈放在同一个探头里，获得的干扰信号肯定是一致的，两个线圈组成差动补偿式，实时抵消干扰信号，使得抗干扰性明显增强。

所述信号转换模块将所述检测探头产生的谐振频率信号转换为电压信号，所述信号转换模块包括：分频电路和频率电压转换电路；所述分频电路的输入端连接至所述检测探头的接收端，用于对谐振频率信号进行分频；所述分频电路的输出端连接至所述频率电压转换电路的输入端，用于将谐振频率信号转换为电压信号；所述信号转换模块的输出端连接至所述记录分析模块，用于实时记录分析电压信号实现待测材料的探伤。

在本实施例中，通过谐振发生器输出的信号，经探伤发现其会引起谐振频率的微小变化，且随着缺陷增大而增大，说明其变化的频率信号跟缺陷有对应关系，所以本发明只需要提取频率信号。因为频率信号的变化比例是一定的，经过分频后变化比例不变。由于本发明中要求转换的频率高达40MHz，市面上的频率电压转换芯片最高频率是AD652的2MHz，需要解析40MHz还需要特殊处理。又因为频率信号的变化比例是一定的，经过分频后变化比例不变，所以本发明通过对高频信号进行分频处理，使用分频芯片CD4024进行6次2分频后，将40MHz分到0.625MHz，这样就可以直接使用成熟的频率电压转换芯片直接转换信号了如图8所示。

进一步，包括：零点补偿电路和数显直流电压表；

所述零点补偿模块连接至所述信号转换模块的输出端，用于调节输出电压以及校准基准电压；所述数显直流电压表的输入端连接至所述信号转换模块的输出端，用于显示当前输出电压，配合所述零点补偿电路校准基准电压。

在本实施例中，本发明采用小型三位半LCD液晶数显直流电压表，直接将电压值显示出来，更加直观，方便校准时直接读取电压值。零点补偿电路是通过加减法电路使得输出电压趋于零。如图9所示，其输出电压Uo＝Ui1-Ui2。

进一步，利用零点补偿电路和数显直流电压表对探伤仪校准步骤如下：

1、首先要选择一段标样，此标样可以通过实际物料中挑选，也可以将无裂纹物料进行激光雕刻制作。标样要求长度200mm左右，其中100mm是无裂纹段，另外100mm是裂纹段。实际物料的裂纹深度可以通过金相观察获得，通过激光雕刻的裂纹深度可以通过显微镜进行测量。

2、当裂纹段的深度确认后，就可以计算出对应的标准电压值，计算公式如下：

标准电压值＝5V×裂纹深度÷丝材直径；

例如：直径0.2mm的丝材，裂纹深度为0.04mm，则标准电压值＝5V×0.04÷0.2＝1V；

3、将标样无裂纹段穿入检测探头，旋转“调零”旋钮将电压值调整0V左右，再将裂纹段穿入检测探头，读取电压值，如果电压值比标准值低，则顺时针旋转“调零”旋钮，调整到标准值；如果电压值比标准值高，则逆时针旋转“调零”旋钮；校准好电压值后再检测无裂纹段，确认一下电压值是否在0V附近，是的话就完成校准了。

进一步，包括：直流放大电路；

所述零点补偿电路的输出端连接至所述直流放大电路的输入端，用于放大电压信号。

在本实施例中，由于缺陷较小，转换出来的电压信号也极其微弱，需要将此微弱信号进行放大，为了使得放大信号不会超限，还需要进行零点补偿。本发明直接采用AD620直流放大芯片进行直流信号放大。AD620直流放大芯片由传统的三运算放大器发展而成(如图10所示)，但一些主要性能却优于三运算放大器构成的仪表放大器的设计，如电源范围宽(±2.3～±18V)，设计体积小，功耗非常低(最大供电电流仅1.3mA)，因而适用于低电压、低功耗的应用场合。AD620直流放大芯片的单片结构和激光晶体调整，允许电路元件紧密匹配和跟踪，从而保证电路固有的高性能。AD620直流放大芯片为三运放集成的仪表放大器结构，为保护增益控制的高精度，其输入端的三极管提供简单的差分双极输入，并采用β工艺获得更低的输入偏置电流，通过输入级内部运放的反馈，保持输入三极管的集电极电流恒定，并使输入电压加到外部增益可变电阻RG上。

进一步，包括：电压跟随电路；

所述电压跟随电路的输入端连接至所述直流放大电路的输出端，所述电压跟随电路的输出端连接至所述记录分析模块的输入端，用于缓冲和隔离所述直流放大电路的输入电压。

在本实施例中，如图11所示，电压跟随电路起到缓冲和隔离作用。直流放大电路的输出阻抗一般比较高，通常在几千欧到几十千欧，如果后级的输入阻抗比较小，那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。在这个时候，就需要电压跟随器来从中进行缓冲。起到承上启下的作用。应用电压跟随器的另外一个好处就是，提高了输入阻抗，这样，输入电容的容量可以大幅度减小，为应用高品质的电容提供了前提保证。

进一步，包括：滚轮式计米记数器；

所述滚轮式计米记数器的输出端连接至所述记录分析模块的输入端，用于计算待测材料的长度并发送给所述记录分析模块和所述放大电压信号同步记录。

在本实施例中，记录分析模块用于对检测结果进行记录。可以直接采购有纸打印记录仪，也可以通过AD采集卡将模拟信号转换成数字信号传输给计算机软件形成记录分析模块，由计算机软件进行采集保存。本发明是通过研华的AD采集卡PCI-1710UL-DE进行数据转换，再由计算机软件将信号进行采集保存的。保存的电压图谱如图12所示，使用电压图谱不但能记录放大后的电压波形，还能记录相应的米数，具体的，图中虚线分别为0.25V、0.75V、1.5V，基准电压为5V，对应裂纹深度为5％、15％、30％。本发明利用滚轮式计米记数器在探伤的同时随着检测探头滚动获得对应米数数据，进一步上传至记录分析模块中。

进一步，包括：声光报警模块；

所述声光报警模块的输入端连接至所述检测探头，用于所述探伤仪发生故障时自动触发声光报警。

在本实施例中，声光报警就是检测探伤仪是否有故障，当探伤仪发生故障时自动触发声光报警，提示操作员停机检修。本设计选用的是AD16-16SM电子蜂鸣器，12伏高分贝喇叭扬声声光报警模块。由于检测探头是易损件，所以主要监控检测探头是否损坏，正常的检测探头有信号输出给到声光报警模块，损坏的探头将没有信号输出，当声光报警模块检测到探头没有信号时，就通过继电器开关触发声光报警。

本发明实施例提供一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤方法，包括：

S1通过所述谐振发生器产生所述谐振频率信号通过所述检测探头发送给所述待测材料；

进一步，所述通过所述谐振发生器产生所述谐振频率信号通过所述检测探头发送给所述待测材料之前包括：

通过所述零点补偿电路对所述信号转换模块输出的所述电压信号进行调零校准。

在本实施例中，调零校准步骤过程可参见利用零点补偿电路和数显直流电压表对探伤仪校准步骤。

S2所述检测探头根据待测材料感应电流产生变化进而产生谐振频率变化，得到所述谐振频率信号；

S3通过所述信号转换模块将所有所述谐振频率信号转换为所述电压信号；

进一步，所述通过所述信号转换模块将所有所述谐振频率信号转换为所述电压信号并放大得到所述电压信号包括：

S301通过所述分频电路对所有所述谐振频率信号进行6次二分频处理得到所述分频信号；

S302通过所述频率电压转换电路将所述分频信号转换为所述电压信号。

S4通过所述记录分析模块根据所述待测材料的长度对应记录所述电压信号；

进一步，所述通过所述记录分析模块根据所述待测材料的长度对应记录所述电压信号包括：

S401通过所述滚轮式计米记数器跟随所述检测探头移动；

S402通过所述滚轮式计米记数器同步将移动米数发送给所述记录分析模块；

S403通过所述信号转换模块同步将所述电压信号发送给所述记录分析模块。

S5通过所述记录分析模块对所述电压信号进行分析计算得到待测材料的不同位置的裂纹深度。

进一步，所述通过所述记录分析模块对所述电压信号进行分析计算得到待测材料的不同位置的裂纹深度L包括：

S501获取所述待测材料的直径D、满程电压U、放大电压信号Uo；

S502通过所述待测材料的直径D、满程电压U、放大电压信号Uo，计算所述裂纹深度L，所述裂纹深度满足L＝D*Uo/U。

进一步结合测试结果分析对本发明的探测结果进行说明。

深度10um裂纹的识别在此之前都没有做过任何验证，因此需要对探伤结果进行金相分析，由金相分析结果来验证探伤结果是否正确。在这里选择了直径0.1mm钨丝进行探伤和取样做金相分析，如图13和图14所示可见本涡流探伤仪可以探测出深度10um裂纹，图13和图14上方均为探伤仪的探测的电压图谱，下方为金相检验的图片。

需要说明的是：金相检验主要是通过采用定量金相学原理，运用二维金相试样磨面或薄膜的金相显微组织的测量和计算来确定合金组织的三维空间形貌，从而建立合金成分、组织和性能间的定量关系。本设计主要对裂纹深度进行剖析，所以都是通过金相显微镜观察试样的横截面，测量裂纹从表面沿径向的深度来进行评估的。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (10)

1.一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪，其特征在于，包括：谐振发生器、检测探头、信号转换模块、记录分析模块；

所述谐振发生器的输出端连接至所述检测探头的发送端形成1-40MHz谐振频率探测源，所述探测源靠近待测材料时使待测材料表面产生感应电流；

所述检测探头的接收端连接至所述信号转换模块的输入端，用于接收待测材料返回的谐振频率信号，所述检测探头根据待测材料感应电流产生变化进而产生谐振频率变化；所述检测探头包括：探伤信号采集线圈、干扰信号补偿线圈、比较器I1；所述探伤信号采集线圈连接至所述比较器I1的正极，用于发送和采集谐振频率；所述干扰信号补偿线圈连接至所述比较器I1的负极，用于产生差动补偿信号，进而在接收谐振频率信号时抵消外界的干扰信号；所述比较器I1的输出端连接至所述信号转换模块的输入端；

所述信号转换模块将所述检测探头产生的谐振频率信号转换为电压信号，所述信号转换模块包括：分频电路和频率电压转换电路；所述分频电路的输入端连接至所述检测探头的接收端，用于对谐振频率信号进行分频；所述分频电路的输出端连接至所述频率电压转换电路的输入端，用于将谐振频率信号转换为电压信号；所述信号转换模块的输出端连接至所述记录分析模块，用于实时记录分析电压信号实现待测材料的探伤。

2.如权利要求1所述的可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪，其特征在于，包括：零点补偿电路和数显直流电压表；

所述零点补偿模块连接至所述信号转换模块的输出端，用于调节输出电压以及校准基准电压；所述数显直流电压表的输入端连接至所述信号转换模块的输出端，用于显示当前输出电压，配合所述零点补偿电路校准基准电压。

3.如权利要求1所述的可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪，其特征在于，包括：直流放大电路；

所述零点补偿电路的输出端连接至所述直流放大电路的输入端，用于放大电压信号。

4.如权利要求1所述的可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪，其特征在于，包括：电压跟随电路；

所述电压跟随电路的输入端连接至所述直流放大电路的输出端，所述电压跟随电路的输出端连接至所述记录分析模块的输入端，用于缓冲和隔离所述直流放大电路的输入电压。

5.如权利要求1所述的可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤仪，其特征在于，包括：滚轮式计米记数器；

所述滚轮式计米记数器的输出端连接至所述记录分析模块的输入端，用于计算待测材料的长度并发送给所述记录分析模块和所述电压信号同步记录。

6.一种可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤方法，其特征在于，基于权利要求1-5所述任意一项所述一种可探测极细丝裂纹涡流探伤仪，包括：

通过所述谐振发生器产生所述谐振频率信号通过所述检测探头发送给所述待测材料；

所述检测探头根据待测材料感应电流产生变化进而产生谐振频率变化，得到所述谐振频率信号；

通过所述信号转换模块将所有所述谐振频率信号转换为所述电压信号；

通过所述记录分析模块根据所述待测材料的长度对应记录所述电压信号；

通过所述记录分析模块对所述电压信号进行分析计算得到待测材料的不同位置的裂纹深度。

7.如权利要求6所述的可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤方法，其特征在于，所述通过所述信号转换模块将所有所述谐振频率信号转换为所述电压信号包括：

通过所述分频电路对所有所述谐振频率信号进行6次二分频处理得到所述分频信号；

通过所述频率电压转换电路将所述分频信号转换为所述电压信号。

8.如权利要求6所述的可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤方法，其特征在于，所述通过所述记录分析模块根据所述待测材料的长度对应记录所述电压信号包括：

通过所述滚轮式计米记数器跟随所述检测探头移动；

通过所述滚轮式计米记数器同步将移动米数发送给所述记录分析模块；

通过所述信号转换模块同步将所述电压信号发送给所述记录分析模块。

9.如权利要求6所述的可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤方法，其特征在于，所述通过所述记录分析模块对所述电压信号进行分析计算得到待测材料的不同位置的裂纹深度L包括：

获取所述待测材料的直径D、满程电压U、放大电压信号Uo；

通过所述待测材料的直径D、满程电压U、放大电压信号Uo，计算所述裂纹深度L，所述裂纹深度满足L＝D*U0/U。

10.如权利要求6所述的可探测导体极细丝裂纹的涡流探伤方法，其特征在于，所述通过所述谐振发生器产生所述谐振频率信号通过所述检测探头发送给所述待测材料之前包括：

通过所述零点补偿电路对所述信号转换模块输出的所述电压信号进行调零校准。