基于ZYNQ的阵列涡流无损检测系统
2023年电子技术应用第1期
蒋青松，张志杰
中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西 太原 030051
摘要： 圆柱形金属试件的阵列涡流检测可以通过几个围绕试件布局的阵列线圈组成的探头来完成，阵列涡流探头由完全相同的8个线圈组成并在一定的空间结构下完成对金属试件的探测。设计1个基于Zynq-7020的阵列涡流检测系统，该系统借助激励通道的8个模拟开关可以对一个或多个线圈进行激励，借助一个8选1模拟开关可以对8个阵列线圈进行分时采集，通过数字相敏检波算法完成对信号的提取。试验结果表明，此系统可以保存、传输、处理阵列探头的激励信号和感应信号，并完成测量阵列探头灵敏度的试验任务。
中图分类号：TP274
文献标志码：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.222952
中文引用格式： 蒋青松，张志杰. 基于ZYNQ的阵列涡流无损检测系统[J]. 电子技术应用，2023，49(1)：52-57.
英文引用格式： Jiang Qingsong，Zhang Zhijie. Array eddy current nondestructive testing system based on ZYNQ[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(1)：52-57.
文献标志码：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.222952
中文引用格式： 蒋青松，张志杰. 基于ZYNQ的阵列涡流无损检测系统[J]. 电子技术应用，2023，49(1)：52-57.
英文引用格式： Jiang Qingsong，Zhang Zhijie. Array eddy current nondestructive testing system based on ZYNQ[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(1)：52-57.
Array eddy current nondestructive testing system based on ZYNQ
Jiang Qingsong，Zhang Zhijie
Key Laboratory of Instrumentation Science & Dynamic Measurement Ministry of Education， North University of China， Taiyuan 030051， China
Abstract： The array eddy current detection of cylindrical metal specimen can be completed by several probes composed of array coils arranged around the specimen. The array eddy current probe is composed of exactly eight coils and completes the detection of metal specimen under a certain spatial structure. An array eddy current testing system based on Zynq-7020 is designed to excite one or more coils with the help of 8 analog switches of the excitation channel. With the help of an 1-in-8 analog switch, 8 array coils can be acquired in time. The signal is extracted by digital phase sensitive detection algorithm. The test results show that the system can save, transmit and process the excitation signal and induction signal of the array probe and complete the test task of measuring the sensitivity of the array probe.
Key words : Zynq-7020；array eddy current testing；array eddy current probe；analog switch
0 引言
阵列涡流检测技术作为一种新型的无损检测技术，不但具有常规涡流检测技术的优点，还克服了常规涡流传感器检测速度慢的缺点。随着计算机、传感器技术和信号处理技术的进步，阵列涡流检测技术已趋于成熟[1-2]。阵列涡流技术的检测原理是将通入交变电流的激励线圈放置在导电部件上，导体表面会产生涡流，导体中的缺陷会干扰涡流路径，这种干扰可以通过检测线圈来测量[3]。阵列涡流传感器探头结构灵活多变，能适应复杂工况，针对某些特殊结构工件的缺陷检测有着独特优势，阵列探头的不同布置方案会对输出信号产生影响，阵列探头会有多个线圈，通过分时复用芯片进行通道采集[4-6]。阵列涡流检测的一个重要应用是磁感应成像，磁感应成像的原理是利用高频磁场在不接触被测组织的情况下测量组织的电导率，从而重构组织内部电导率的分布情况以及检测电导率的变化情况[7-8]。阵列探头的信号可以利用可编程门阵列（FPGA）进行多路信号的采集和控制[9]。Zynq-7020包含一片FPGA和双核ARM Cortex-A9处理器，利用ZYNQ可以方便扩展系统的功能[10]。
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作者信息：
蒋青松，张志杰
（中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西 太原 030051）
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