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专利号: 2024117081033
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种采用电磁探头的碳纤维层合板缺陷检测方法,其特征在于:所述电磁探头包括驱动电机、编码器、一对励磁模块、一对差分感应线圈以及电磁检测电路;所述励磁模块由激励线圈与铁芯组合而成;所述铁芯相对于驱动轴中心对称,所述激励线圈为螺旋线圈绕制在铁芯上,螺旋线圈在铁芯上绕制方向相同;所述差分感应线圈使用空心圆环线圈,线圈法向与驱动轴径向平行;所述差分感应线圈所在的平面与励磁模块所处的平面为同一平面;两个差分感应线圈的绕制方向相反;

其包括如下工艺步骤:

1),将电磁探头初始化:电磁探头自动偏置调节后,将其下表面平行于待测碳纤维层合板,并置于层合板中心位置;

其中,电磁探头下表面距离待测碳纤维层合板0.5mm的高度;所述电磁探头自动偏置调节通过锁相放大器的自动偏置来实现,使差分感应线圈的实部和虚部电压均置为0;

2),电磁检测电路同时向其中一个励磁模块、编码器、驱动电机通入直流电,同时接收编码器的角度信息和差分感应线圈的感应电压信号;其中,直流电通入励磁模块用于产生电磁场,直流电通入编码器用于记录角度信号,直流电通入驱动电机用于以恒定转速旋转驱动轴;

3),提取差分感应线圈信号特征信息并计算信号幅值:通过步骤1)和步骤2)得到差分感应线圈在碳纤维层合板中不同角度处的信号,并记录各角度的差分实部 和虚部 ,得到差分感应电压值 ;

4),绘制极坐标图,局部极大值的角度位置指示铺层方向;

5),根据铺层方向信息确定扫描路径,开始扫描;

6),电磁检测电路变为同时向两个励磁模块通入直流电;

7),记录扫描路径上各位置的信号,得到电磁探头在碳纤维层合板不同位置处的信号,并记录各位置处信号的差分实部 和虚部 ,计算各处差分感应电压值V= ;

8),基于扫描路径对各位置差分感应电压值进行整合,以构建平面图像,完成缺陷检测。

2.如权利要求1所述的采用电磁探头的碳纤维层合板缺陷检测方法,其特征在于:所述励磁模块和差分感应线圈分别固定于一旋转座上;所述驱动电机设置在旋转座的上部,并通过驱动轴与旋转座连接,使驱动电机驱动旋转座转动;所述差分感应线圈位于励磁模块中央;所述电磁检测电路分别与所述驱动电机、编码器、励磁模块和差分感应线圈电性连接。

3.如权利要求1所述的采用电磁探头的碳纤维层合板缺陷检测方法,其特征在于:所述步骤5)中,单向碳纤维复合板扫描路径为蛇形,正交碳纤维复合板扫描路径为螺旋形,0°/

45°/90°碳纤维复合板扫描方式为复合三角形。

4.如权利要求1所述的采用电磁探头的碳纤维层合板缺陷检测方法,其特征在于:所述步骤7)中,若碳纤维层合板无缺陷时,两个差分感应线圈产生相同的电压信号,由于差分的缘故,理论上信号为0;当碳纤维层合板存在缺陷时,感应电流会被缺陷扰动而发生变化,进而其感生的二次磁场也会发生变化,使处差分感应电压值V发生变化。

5.如权利要求1所述的采用电磁探头的碳纤维层合板缺陷检测方法,其特征在于:所述步骤8)中,整合过程具体为:

8‑1),沿着确定的扫描路径移动探头,依次记录每个位置的V值以及对应的位置坐标信息;

8‑2),将这些信息按照位置关系有序地排列在一个二维数组或者数据结构中,这个二维数组看作是平面图像的一种数据表示形式;

8‑3),通过图像处理软件,将这个二维数组中的数据按照设定的规则确定灰度值,形成能够反映碳纤维层合板内部情况的平面图像,通过观察这个图像就能判断是否存在缺陷以及缺陷的分布情况。

6.如权利要求5所述的采用电磁探头的碳纤维层合板缺陷检测方法,其特征在于:所述灰度值通过以下方式确定:首先,找出V值中的最小值和最大值;其次,应用归一化公式计算灰度值:将数据归一化得到一个介于0到1之间的比例值,然后再将这个比例值映射到灰度值的范围,灰度值的范围为0 ‑ 255,从而得到对应的灰度值。