本發(fā)明涉及檢測領(lǐng)域，具體而言，涉及一種巴克豪森陣列傳感器及成像方法。

背景技術(shù)：

目前，在大量工程現(xiàn)場中，應力無處不在，在應力檢測中，較為成熟的方法是X射線衍射法、盲孔法。X射線衍射法測量準確，但射線輻射較大，且射線設(shè)備體積較龐大，適合實驗室使用，對于現(xiàn)場使用較為不便，對于大型零件及運動中瞬態(tài)應力測量不便；盲孔法通過在被測物體表面鉆取小孔，通過小孔附近區(qū)域的形變而計算得到物體內(nèi)部應力，其對材料具破壞性且對大面積檢測及應力成像較為困難；因此，迫切需要一種對關(guān)鍵部件應力分布及其成像的快速無損檢測手段。

針對上述的問題，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巴克豪森陣列傳感器及成像方法，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中無法對待檢測物體的應力分布進行快速無損檢測并成像的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種傳感器，包括：外殼；磁軛，設(shè)置在所述外殼上，用于導磁；編碼器，設(shè)置在所述磁軛上，用于在所述傳感器運動的過程中檢測所述傳感器的位置信息；巴克豪森接收器陣列，用于接收被檢測材料的不同位置的巴克豪森信號，其中，所述巴克豪森接收器陣列包括多個巴克豪森接收器；激勵線圈，設(shè)置在所述磁軛上，用于通過交流電進行局部磁化。

進一步地，所述磁軛與所述巴克豪森接收器陣列形成的表面為預設(shè)形狀，其中，所述預設(shè)形狀由待檢測物體的表面形狀決定。

進一步地，所述多個巴克豪森接收器排成一排或者方陣。

進一步地，所述傳感器還包括：滾輪，設(shè)置在所述外殼上。

根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種檢測系統(tǒng)，包括：函數(shù)發(fā)生器，與功率放大器、計算機均相連，用于產(chǎn)生激勵信號；功率放大器，與所述函數(shù)發(fā)生器、所述傳感器均相連，用于將所述函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的激勵信號進行放大，放大后的激勵信號用于激勵所述傳感器工作；權(quán)利要求1至3任一項所述的傳感器，與所述功率放大器、編碼器配套電路、信號處理器均相連，用于接收多路巴克豪森信號；編碼器配套電路，與所述傳感器、所述計算機均相連；信號處理器，與所述傳感器、所述計算機均相連，用于對所述多路巴克豪森信號進行放大和濾波；計算機，與所述信號處理器、所述編碼器配套電路、所述函數(shù)發(fā)生器均相連，用于控制所述函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生激勵信號，接收并分析所述信號處理器發(fā)送的處理過的多路巴克豪森信號，以及接收并解析所述編碼器配套電路發(fā)送的信號。

進一步地，所述傳感器的巴克豪森接收器陣列與所述信號處理器相連，所述傳感器的編碼器與所述編碼器配套電路相連，所述傳感器的激勵線圈與所述功率放大器相連。

進一步地，所述信號處理器包括：多通道前置放大器，與多通道濾波器、所述巴克豪森接收器陣列均相連，用于對所述多路巴克豪森信號進行放大；多通道濾波器，與所述多通道前置放大器、所述計算機均相連，用于將放大后的巴克豪森信號進行濾波。

進一步地，所述信號處理器包括：多通道濾波器，與多通道前置放大器、所述巴克豪森接收器陣列均相連，用于對多路巴克豪森信號進行濾波；多通道前置放大器，與所述多通道濾波器、所述計算機均相連，用于對濾波后的多路巴克豪森信號進行放大。

根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種成像方法，包括：傳感器在被檢測材料表面運動的過程中，所述檢測系統(tǒng)獲取所述傳感器在所述檢測材料的表面所處的第一位置和在所述第一位置檢測到的巴克豪森信號，其中，所述第一位置為所述被檢測材料表面的任意一個位置；根據(jù)在所述第一位置檢測到的巴克豪森信號計算所述被檢測材料在所述第一位置的應力；根據(jù)所述被檢測材料的整個表面的各個位置的應力繪制所述被檢測材料的整個表面的應力分布圖；展示所述應力分布圖。

在本發(fā)明實施例中，共用同一個激勵磁軛而采用陣列式巴克豪森信號接收器方式同時獲取被檢部件不同位置巴克豪森信號，在保證激勵信號的一致性的同時提高了檢測效率，通過編碼器獲取位置信息，陣列式傳感器獲取不同位置巴克豪森信號，通過對巴克豪森信號進行分析，得到待檢測物體的應力分布，不會對待檢測物體造成損傷，而且，陣列式傳感器一次獲取多個位置的巴克豪森信號，檢測效率高，達到了對待檢測物體的應力分布進行快速無損檢測并成像的技術(shù)效果，進而解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法對待檢測物體的應力分布進行快速無損檢測并成像的技術(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)成本發(fā)明的一部分，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1-1是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種傳感器的示意圖；

圖1-2是根據(jù)本發(fā)明實施例的又一種傳感器的示意圖；

圖1-3是根據(jù)本發(fā)明實施例的又一種傳感器的示意圖；

圖1-4是根據(jù)本發(fā)明實施例的又一種傳感器的示意圖；

圖1-5是根據(jù)本發(fā)明實施例的又一種傳感器的示意圖；

圖1-6是根據(jù)本發(fā)明實施例的又一種傳感器的示意圖；

圖2-1是根據(jù)本發(fā)明實施例的傳感器檢測平面表面的示意圖；

圖2-2是根據(jù)本發(fā)明實施例的傳感器檢測凸面表面的示意圖；

圖2-3是根據(jù)本發(fā)明實施例的傳感器檢測凹面表面的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的傳感器在待檢測物體表面運動的示意圖；

圖4-1是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種檢測系統(tǒng)的示意圖；

圖4-2是根據(jù)本發(fā)明實施例的又一種檢測系統(tǒng)的示意圖；

圖4-3是根據(jù)本發(fā)明實施例的又一種檢測系統(tǒng)的示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的應力實時成像過程的示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的成像方法的流程圖。

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?。此外，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。

根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種傳感器。圖1-1、圖1-2、圖1-3是根據(jù)本發(fā)明實施例的傳感器的示意圖。

如圖1-1、圖1-2、圖1-3所示，本發(fā)明實施例提供的傳感器包括：巴克豪森接收器陣列2、編碼器3、激勵線圈4、磁軛5、外殼6。

磁軛5，設(shè)置在外殼6上，用于導磁。磁軛與被檢部件接觸部分不限于設(shè)計為面接觸，還可為線接觸或點接觸。

編碼器3，設(shè)置在磁軛5上，用于在傳感器運動的過程中檢測傳感器的位置信息。

巴克豪森接收器陣列2，用于接收被檢測材料的不同位置的巴克豪森信號，其中，巴克豪森接收器陣列2包括多個巴克豪森接收器。

激勵線圈4，設(shè)置在磁軛5上，用于通過交流電進行局部磁化。

在本發(fā)明實施例中，共用同一個激勵磁軛而采用陣列式巴克豪森信號接收器方式同時獲取被檢部件不同位置巴克豪森信號，在保證激勵信號的一致性的同時提高了檢測效率，通過編碼器獲取位置信息，陣列式傳感器獲取不同位置巴克豪森信號，通過對巴克豪森信號進行分析，得到待檢測物體的應力分布，不會對待檢測物體造成損傷，而且，陣列式傳感器一次獲取多個位置的巴克豪森信號，檢測效率高，解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法對待檢測物體的應力分布進行快速無損檢測并成像的技術(shù)問題，達到了對待檢測物體的應力分布進行快速無損檢測并成像的技術(shù)效果。

可選地，如圖1-4、圖1-5、圖1-6所示，傳感器還包括：滾輪1。滾輪1，設(shè)置在外殼6上。滾輪1可以為萬向輪，滾輪1可以設(shè)置在外殼6的內(nèi)側(cè)。

可選地，磁軛與巴克豪森接收器陣列形成的表面為預設(shè)形狀，其中，預設(shè)形狀由待檢測物體的表面形狀決定，例如，磁軛5與巴克豪森接收器陣列2形成的表面為以下形狀之一：平面(如圖1-1、圖1-4所示)、凹面(如圖1-2、圖1-5所示)、凸面(如圖1-3、圖1-6所示)、波浪形平面等。

本發(fā)明實施例提供的傳感器可以檢測平面表面和曲面表面。

如圖1-1和圖1-4所示，磁軛5與巴克豪森接收器陣列2形成的表面為平面，該傳感器能夠檢測平面表面。

如圖1-2和圖1-5所示，磁軛5與巴克豪森接收器陣列2形成的表面為凹面，該傳感器能夠檢測凸面表面。傳感器與管道外壁接觸，傳感器設(shè)計為凹圓弧狀，能夠檢測管道外壁。

如圖1-3和圖1-6所示，磁軛5與巴克豪森接收器陣列2形成的表面為凸面，該傳感器能夠檢測凹面表面。傳感器與管道內(nèi)壁接觸，傳感器設(shè)計為凸圓弧狀，能夠檢測管道內(nèi)壁。

對于其他結(jié)構(gòu)表面，可根據(jù)部件表面調(diào)整傳感器與被檢部件接觸部分結(jié)構(gòu)，使傳感器可適用于被檢部件。

可選地，多個巴克豪森接收器排成一排或者方陣。

如圖2-1、圖2-2、圖2-3所示，傳感器8可沿被檢部件7的XY平面任意移動，如圖3所示，傳感器沿Y方向運動，在編碼器記錄位置信息的同時內(nèi)部巴克豪森接收陣列2可快速掃過表面，獲得被檢部件7的不同位置的巴克豪森信號。

根據(jù)本發(fā)明實施例，還提供了一種檢測系統(tǒng)。如圖4-1所示，該檢測系統(tǒng)包括：函數(shù)發(fā)生器、功率放大器、上述傳感器、編碼器配套電路、信號處理器、計算機。

函數(shù)發(fā)生器，與功率放大器、計算機均相連，用于產(chǎn)生激勵信號。

功率放大器，與函數(shù)發(fā)生器、傳感器均相連，用于將函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的激勵信號進行放大，放大后的激勵信號用于激勵傳感器工作。

傳感器，與功率放大器、編碼器配套電路、信號處理器均相連，用于接收多路巴克豪森信號。

編碼器配套電路，與傳感器、計算機均相連。

信號處理器，與傳感器、計算機均相連，用于對多路巴克豪森信號進行放大和濾波。

計算機，與信號處理器、編碼器配套電路、函數(shù)發(fā)生器均相連，用于控制函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生激勵信號，接收并分析信號處理器發(fā)送的處理過的多路巴克豪森信號，以及接收并解析編碼器配套電路發(fā)送的信號。

在本發(fā)明實施例中，共用同一個激勵磁軛而采用陣列式巴克豪森信號接收器方式同時獲取被檢部件不同位置巴克豪森信號，在保證激勵信號的一致性的同時提高了檢測效率，通過編碼器獲取位置信息，陣列式傳感器獲取不同位置巴克豪森信號，通過對巴克豪森信號進行分析，得到待檢測物體的應力分布，不會對待檢測物體造成損傷，而且，陣列式傳感器一次獲取多個位置的巴克豪森信號，檢測效率高，解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法對待檢測物體的應力分布進行快速無損檢測并成像的技術(shù)問題，達到了對待檢測物體的應力分布進行快速無損檢測并成像的技術(shù)效果。

由于傳感器包含多路巴克豪森接收器，故需要多通道前置放大器和多通道濾波器。

檢測時計算機控制函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生激勵信號，激勵信號經(jīng)功率放大器放大后激勵傳感器工作。此時位于傳感器內(nèi)部不同位置的多路巴克豪森接收器接收到多路巴克豪森信號。信號處理器對多路巴克豪森信號對各路信號進行放大、濾波(放大、濾波的先后順序不做限定)。最終各路信號傳入計算機，計算機對各路信號進行實時計算各路信號特征值，包括均方根、平均值、峰值、寬峰比等；與此同時，計算機同時通過編碼器獲取傳感器位置信息，當傳感器沿被檢部件表面運動時，整個系統(tǒng)實時獲取傳感器所在被檢部件表面位置和巴克豪森信號，進而對整個被檢部件表面巴克豪森信號，通過計算處理得到整個被檢部件表面應力分布圖像。

可選地，傳感器的巴克豪森接收器陣列與信號處理器相連，傳感器的編碼器與編碼器配套電路相連，傳感器的激勵線圈與功率放大器相連。

可選地，信號處理器包括：多通道前置放大器、多通道濾波器。

作為一種可選的實施例，如圖4-2所示，信號處理器包括：多通道前置放大器、多通道濾波器，多通道前置放大器，與多通道濾波器、巴克豪森接收器陣列均相連，用于對多路巴克豪森信號進行放大。多通道濾波器，與多通道前置放大器、計算機均相連，用于將放大后的巴克豪森信號進行濾波。

作為另一種可選的實施例，如圖4-3所示，信號處理器包括：多通道前置放大器、多通道濾波器，多通道濾波器，與多通道前置放大器、巴克豪森接收器陣列均相連，用于對多路巴克豪森信號進行濾波。多通道前置放大器，與多通道濾波器、計算機均相連，用于對濾波后的多路巴克豪森信號進行放大。

如圖2-1、圖2-2、圖2-3所示，傳感器8可沿被檢部件7的XY平面任意移動，如圖3所示，傳感器沿Y方向運動，在編碼器記錄位置信息的同時內(nèi)部巴克豪森接收陣列2可快速掃過被檢部件7的表面，對表面的應力或硬化層深度或表面硬度進行實時成像，應力成像過程實時顯示如圖5所示。圖5中，顏色深度與應力大小成正比，應力越大，顏色越深。

本發(fā)明通過所設(shè)計的共用同一個激勵磁軛而采用陣列式巴克豪森信號接收器方式同時獲取被檢部件不同位置巴克豪森信號，在保證激勵信號的一致性的同時提高了檢測效率，通過編碼器獲取位置信息，陣列式傳感器獲取不同位置巴克豪森信號，可實時對被檢部件應力或硬化層深度或表面硬度進行成像。

根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種成像方法。如圖6所示，該方法包括：

步驟S602，傳感器在被檢測材料表面運動的過程中，檢測系統(tǒng)獲取傳感器在檢測材料的表面所處的第一位置和在第一位置檢測到的巴克豪森信號，其中，第一位置為被檢測材料表面的任意一個位置。

步驟S604，根據(jù)在第一位置檢測到的巴克豪森信號計算被檢測材料在第一位置的應力。

步驟S606，根據(jù)被檢測材料的整個表面的各個位置的應力繪制被檢測材料的整個表面的應力分布圖。

步驟S608，展示應力分布圖。

在本發(fā)明實施例中，共用同一個激勵磁軛而采用陣列式巴克豪森信號接收器方式同時獲取被檢部件不同位置巴克豪森信號，在保證激勵信號的一致性的同時提高了檢測效率，通過編碼器獲取位置信息，陣列式傳感器獲取不同位置巴克豪森信號，通過對巴克豪森信號進行分析，得到待檢測物體的應力分布，不會對待檢測物體造成損傷，而且，陣列式傳感器一次獲取多個位置的巴克豪森信號，檢測效率高，解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法對待檢測物體的應力分布進行快速無損檢測并成像的技術(shù)問題，達到了對待檢測物體的應力分布進行快速無損檢測并成像的技術(shù)效果。

如圖2-1、圖2-2、圖2-3所示，傳感器8可沿被檢部件7的XY平面任意移動，如圖3所示，傳感器沿Y方向運動，在編碼器記錄位置信息的同時內(nèi)部巴克豪森接收陣列2可快速掃過被檢部件7的表面，對表面的應力或硬化層深度或表面硬度進行實時成像，應力成像過程實時顯示如圖5所示。圖5中，顏色深度與應力大小成正比，應力越大，顏色越深。

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。

在本發(fā)明所提供的幾個實施例中，應該理解到，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-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、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視為本發(fā)明的保護范圍。