ACFM检测系统的信号调理电路.pdf

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1、2013焦仪表技术与传感器2013第1期InstrumentTechniqueandSensorNo．1ACFM检测系统的信号调理电路李兵，任尚坤，周瑞琪(南昌航空大学，无损检测技术教育部重点实验室，江西南昌330063)摘要：根据交流电磁场检测(简称ACFM)的信号特征，设计了一种用于ACFM检测系统的信号调理电路。该电路由低噪声的程控放大、自适应带通滤波、后级可调放大和真有效值转换四部分组成。经试验验证，该信号调理电路适用范围宽、检测精度高、可获得理想的检测信号特征曲线，且工作稳定可靠，可用于高性价比的ACFM检测仪器中。关键词：交流电磁场检测；信号调理电

2、路；特征曲线中图分类号：TG115．28文献标识码：A文章编号：1002—1841(2013)Ol一0074—05SignalConditioningCircuitforACFMDetectionSystemLIBing，RENShang—kun，ZHOURui—qi(KeyLabofNondestructiveTesting(MinistryofEducation)，NanchangHangkongUniversity，Nanchang330063，China)Abstract：Accordingtothesignalcharacteristicsofthe

3、alternatingcurrentfieldmeasurement(ACFM)，akindofsignalcondi—tioningcircuitwasdesigned，forACFMinspectionsystem．Thiscircuitwascomposedoffourpans：programmedbythelownoiseamplifier，adaptiveband—passfilter，adjustableamplifierandtrueRMS．Afterexperimentalverification，thiscircuitcanbeusedcos

4、t—effectiveACFMtestinginstrumentsforitsadvantages：awiderangeofusage，highprecisionandobtaintheidealcharacteristiccurveofthedetectionsignal，stabilityandreliabivity．Keywords：alternatingcurentfieldmeasurement；signalconditioningcircuit；characteristiccurve0引言该设计电路如图1所示，包括低噪声的程控增益放大电交流电磁场检

5、测技术(ACFM)是一种在涡流检测和漏磁检路、自适应带通滤波电路、后级增益可调放大电路、真有效值转测基础上发展起来的新兴的无损检测技术⋯。ACFM技术具换电路四部分组成。有非接触检测、定性定量检测一次完成、不须标定等优点，且检电路的工作过程为：探头拾取的检测信号进入由DSP控制测速度快，对试件表面清洁度要求不高，成本低，操作简单，可的程控增益放大电路进行放大。放大后的信号经过自适应的广泛应用于航空航天、电力、铁路、石油、管道和压力容器等行带通滤波电路，滤波后的信号再经过后级可调放大电路进行增业。益调节，调节后的信号通过真有效值变换电路，便可以输出检ACFM技术

6、是从交流电压降测量法(ACPD)发展而来测信号的特征曲线。的。其原理是交流电场在工件中感应出均匀的交变电流，材料中的缺陷、裂纹、疲劳损伤将改变其周围感应电流的分布，从而改变其表面感应磁场的分布。通过检测工件表面由缺陷引起的磁场扰动，从而实现对缺陷的评定“。英国的技术软件公司(TSC公司)开发了相关的仪器，并于20世纪90年代后期开始探索性应用于海洋石油平台的检测。但是该仪器价格昂贵，测量精度还有待于提高，在我国还没有得到广泛的应用。图1信号调理电路功能框图目前，尚未有国产基于交流电磁场检测技术的在售仪器。1．1低噪声程控放大电路在运用交流电磁场技术进行无损检测

7、的过程中，检测线圈通常检测信号的电压幅值很微弱，且电压幅值受检测方向获得的信号非常微弱，通常都是毫伏级且信噪比低。在检测仪和材料属性的影响，表现为不同的变化特征。对于铁磁性材料器中信号调理电路是重要的组成部分，涉及到有效提高检测信(如低碳钢)一般在mV级别，而对于非铁磁性材料(如铝)最小号的信噪比，并为后级处理提供稳定的信号增益。文中成功设可达ptV级别。因此需要一个低噪声、增益可调的放大电路，来计了一种切实可行的基于交流电磁场检测仪器的信号调理电适应不同材料不同检测方向条件下的检测信号放大需求。路，为在我国研发制造高效廉价的ACFM检测仪提供借鉴作该设计的信

8、号调理电路，作为交流电磁场检测系统的一