随着中国经济的迅猛发展，基础设施层出不穷，诸如建筑，桥梁，楼房等不免要出现问题，为了这些设施的安全性与可靠性，必须定期对其进行检测。

而脉冲涡流检测技术作为一种刚出现不久的一种电磁无损检测技术，在各个方面都表现出比传统的检测技术有优势，它的频谱很宽，穿透能力强，所以它的检测精度就比一般的检测技术要高。但是在实际应用中，要考虑到环境，被检试件的厚度等，怎么样提高脉冲涡流检测的灵敏度与渗透深度就成了我们研究的重点。而探头作为脉冲检测装置的重要组成部分，故提高脉冲涡流检测灵敏度的问题就转化成了优化检测探头的过程。

1。1 研究背景

脉冲涡流检测技术作为一种新兴的无损检测技术，其带来的益处和应用前景都是非常广阔的，此项技术可以用于检测金属的厚度、飞机的涂层等复杂结构，可以获得较多的缺陷信息。我国目前对脉冲涡流无损检测技术的研究尚处于起步阶段，可想而知，它蕴藏的科研价值是非常巨大的。

由于脉冲涡流的检测成本比较低廉，而且不污染环境，操作简单，对人体无害等特点，引发了国内外学者的研究兴趣。国内外学者对金属检测的厚度、压力管道的包覆层以及金属的表面以及近表面都有所研究。

国内外对关于电磁涡流探头性能影响研究主要集中在线圈及其几何参数上面，而对于检测探头的优化设计的研究并不多，这也是本文研究的一个重要原因。

1。2研究现状

目前，国内外关于电磁涡流探头性能影响参数的研究主要集中在线圈及其几何参数，而对脉冲涡流检测探头的优化设计的研究不多。Tomasz Chady等提出了一种优化设计多频涡流探头的算法，即同时优化传感器结构和工作频率，设计的探头具有高灵敏度和空间分辨率，特别适合深层缺陷的检测。

基于上述涡流探头设计的研究成果。文章采用了有限元法对脉冲涡流检测探头参数和激励参数进行了数值仿真与分析，给出了脉冲涡流探头的优化结构，为脉冲涡流探头的实际检测奠定了基础。

1。3设计内容

1。3。1 硬件设计

硬件部分主要包括信号发生模块、线圈驱动电路模块、电磁检测模块、信号调理模块、数据采集处理模块。

信号发生电路

本系统采用ST公司的STM32F407作为主控制器，加上电源电路、复位电路、时钟电路等构成单片机最小系统，产生脉冲信号。

根据常用电源选择的基本原则，其中一路系统外部电源供电采用的是12V电源，而STM32F407所需电源是3。3V，本系统采用AOZ1016稳压源芯片进行稳压。

线圈驱动电路模块

由于主控制器输出的脉冲是3。3V脉冲，而本系统需要的是几百赫兹的电压脉冲，就需要设计一个升压脉冲电路，选用的芯片器件包括IRFP460功率场效应管。在两者的配合下产生5-20v脉冲加载在激励线圈上。

电磁检测模块来自优I尔Q论T文D网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766

电磁检测模块包括两部分，激励线圈和控制线圈，共同组成检测传感器探头。该部分利用有限元仿真分析软件COM-SOL建立仿真模型，分析得到了检测线圈上的电压随被测钢筋保护层厚度的变化规律，确定了两者之间的定量关系。通过仿真确定了线圈的内径、外径、激励频率等参数。

信号调理模块

因为从检测线圈上得到的信号有外界的干扰，并且对于数据采集系统很难采集，故需要对信号进行滤波和放大，采用低通滤波电路，差分放大电路放大芯片选用AD620芯片，此芯片功耗非常低。