EEC-2008net电磁/超声网络智能检测系统的研制

　　电磁检测和超声检测是两种最为常用无损检测方法。不同的无损检测方法具有互补性。电磁检测(包括涡流、磁记忆和漏磁等)技术检测速度快，但只限于导电材料的表面和近表面检测;超声检测技术可对金属、非金属和复合材料等多种材料进行检测，但对被检工件表面状况要求较高。很多场合下，要应用电磁检测和超声检测相结合的手段来评价检测对象的缺陷程度。如果根据不同检测方法的特点，利用它们的互补关系，在一台设备中融合多种无损检测技术，对于无损检测设备来说是一种很大的进步[1-5]。

　　笔者设计了一套电磁/超声网络智能检测系统EEC-2008net。该系统不仅成功地实现了多种无损检测方法(常规超声、常规涡流、声阻抗、远场涡流、阵列涡流、磁记忆和漏磁等)的集成化、系统化，而且具备网络拓展的功能，为多种无损检测技术的综合应用和多信息融合搭建了技术平台，实现了远程的无损检测和故障诊断，有效地完善了对检测数据的融合、处理及管理，提高了无损检测的效率及准确性。

　　1　工作原理

　　对于不同检测方法的检测设备来说，虽然其检测原理不同，但是某些功能模块在软件或者硬件方面又有其相似之处，例如信号的放大、采集，显示信息的处理以及数据存取等，如果将功能模块相似的单元作为公共部分，再结合不同检测方法对应的独有的功能模块，即可实现将多种检测方法集于一体。超声检测仪器的主要模块包括：信号发生器、驱动电路、超声探头、前置放大器、信号调理电路、ADC、信号处理单元和数据管理等。电磁检测(涡流、漏磁和磁记忆等)仪器的主要模块包括：信号发生器、驱动电路、涡流(漏磁)探头、前置放大器、相敏检波电路、可调增益放大器、ADC、信号处理单元和数据管理等。通过分析可知，对于超声检测与电磁检测来说，具有部分功能相同的模块，如信号滤波与放大、AD采集、数据管理以及显示界面等。设计的系统将不同检测方法对应的独有的模块与具有功能相同的公共模块组合在一起，其基本原理框图如图1所示。

　　设计的系统基于负反馈技术设计出宽频放大器，该放大器具有增益高、增益平坦度优以及噪声系数小等特点。可变带宽滤波器通过DSP芯片控制频带宽度可变滤波电路来实现。带通滤波电路由可编程高通滤波器与低通滤波器组成，其截止频率由处理器对滤波器写命令进行控制。因为高、低通滤波器的截止频率可变，所以，带通滤波器的通带宽度可由程控来实现。高速切换模块基于FPGA技术，由FPGA 产生多路控制信号，对模拟开关进行控制。当需要某一检测单元进行工作时，使用FPGA控制模拟开关切换至相应的通道，再经过宽频低噪声放大器与可变带宽滤波器，最后通过ADC转换为数字信号进行处理。