阻抗平面显示技术在涡流检测信号处理中的应用

　　1　涡流检测技术发展概况

　　20世纪70年代,国外在涡流仪器中开始采用阻抗平面显示技术,其发展主要分两个阶段。早期的仪器由涡流仪本体与记忆示波器组成,该系统将探头拾取信号分解成阻抗复平面上的二维分量,并在荧光屏上描绘成二维图形显示出来,从而能同步分析出多信号间的相位和幅度差异,有效地抑制干扰信号,大大提高检测的准确性和可靠性。随着计算机技术的发展,出现了将专用计算机与涡流仪连为一体的涡流检测仪。微机不仅取代了记忆示波器,而且参与涡流信号的控制与数据处理,且能实现人机对话,性能有了质的飞跃。

　　国内20世纪80年代末推出了首台配有微机的带阻抗平面显示的涡流探伤仪。其后又相继研制成功了多种电脑涡流探伤仪。这些仪器由检测仪和微机组成,在微型计算机上配置相应的硬件接口以及软件系统。涡流检测信号经计算机处理后,在CRT屏幕上实时描绘二维阻抗图形。20世纪90年代国内相继出现将专门设计的计算机与涡流检测单元合为一体的全数字化智能涡流仪^[1]。

　　2　信号处理与分析技术

　　信号处理就是在检测过程中有效抑制产生的“干扰”信号,获得所需信号(如缺陷信号)的技术。

　　2.1　一维信号处理与分析技术

　　2.1.1　利用相位差异处理信号

　　涡流检测中一维信号处理用得较多的分析部件是相敏检波器,基本框图见图1。

　　图2给出了两种不同相位的信号,信号A和B相位相差φ,若在信号B每通过零点时,检波器开放,则通过检波器的只有信号A的某一分量,而没有信号B的成分,从而可起到抑制信号B的作用。此为相位分析法的基本原理

　　2.1.2　通过调制频率处理信号

　　此种处理方式是利用缺陷信号调制频率的差异进行处理,一般来说,缺陷信号的调制频率较高,干扰信号引起的调制频率低,因而可利用缺陷信号和干扰信号的调制频率的不同进行区分。通常使用滤波器来实现调制分析(图3)。

　　2.1.3　利用幅度差异处理信号

　　利用缺陷信号和干扰信号幅度上的差别,用幅度鉴别器进行区分。由图4可见,只有缺陷信号幅度大于干扰信号幅度时,这种方法才能使用。

　　以上是一维信号处理与分析的几种主要技术,可以看到,一维信号处理与分析技术皆采用一维显示,一维报警,因而仅能反映信号幅度方面的信息不能同时反映出相位和幅度信息,当诸如提离距离变化和缺陷信号混淆时,仅靠幅度信号是无法分辨的,故易造成误检或漏检^[2]。