Page 112 - 无损检测2023年第二期

汪光祖, 等:

一种基于交流电磁场的差分检测探头

图7 差分探头实物
器输出的磁场信号往往十分微弱且含有噪声, 不利
于辨识, 因此采用信号处理模块对信号进行进一步
处理。信号处理模块包含放大电路和滤波电路, 其
中放大电路采用 AD620 型放大器 [ 15 ] , 对传感器输
出的Bx 磁场信号放大50倍; 滤波电路采用 RC 低
通滤波器, 消除噪声干扰。雷莫接头用于传输探头
和检测机箱之间的信号。

3 差分探头检测试验
图5 提离抖动下的Bx 磁场( 仿真) 信号
值上增强了缺陷信号, 有利于缺陷的准确识别。 3.1 检测系统
交流电磁场差分探头检测系统( 见图8 ) 由三轴
2 探头结构设计 台架、 控制箱、 机箱、 差分探头、 计算机和裂纹试件组

根据仿真可知, 在磁芯正下方对称的位置放置 成。检测控制器调节三轴台架的运动状态, 三轴台
两个相同的传感器可以抑制提离抖动, 基于此, 笔者 架驱动差分探头沿着试件表面扫查; 机箱内部的信

设计了一种新型 ACFM 差分检测探头。该差分探 号发生器产生频率为2kHz , 幅值为10V 的正弦交
流电信号, 通过功率放大器放大后, 作为激励信号加
头由壳体、 激励模块、 差分磁传感器、 信号处理模块、
雷莫接头和压盖组成( 见图6 , 7 )。探头的激励模块 载在差分探头的激励线圈上, 使试件表面产生感应

包括 U 型磁芯和激励线圈, 激励线圈 ( 匝数为 400
匝)均匀缠绕在 U 型磁芯上。差分磁传感器选择

隧道磁阻 ( TMR )磁场传感器, 这是因为 TMR 传

感器具有功耗低、 灵敏度高、 线性范围大等优点, 适
合于微弱信号的检测 [ 12-14 ] 。差分磁传感器由两个
相同的单轴 TMR 传感器组成, 用于测量对称位置
的Bx 磁场信号, 考虑到传感器的实际结构, 差分磁
传感 器 的 两 个 传 感 器 水 平 距 离 均 设 为 距 y 轴
3mm ( 跨度6mm ), 放置在磁芯正下方位置。 传感

图6 差分探头结构示意 图8 差分探头检测系统框图与实物

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2023年 第45卷 第2期
无损检测