1 電磁無損檢測原理的剖析
電磁無損檢測的基本原理就是使用被測鋼鐵原料工件的功用（如硬度，滲層深度等）與資料的某些物理量（包含磁導率，矯頑力等）之間在相應范圍所具有的對應聯系。依據所使用的物理量種類不同，檢測的辦法也多種多樣[2]。此處應用的是鋼鐵原料工件的磁導率，即所謂的磁導率法。磁導率法按電源類型分直流法和交流法。直流法速度慢，不易完成自動化故很少使用。而交流磁導率法又分中強磁場下的磁導率法和弱磁場下的初始磁導率法，前者因為工件磁化區多處于巴克豪森跳躍區，對電源要求很高。而初始磁導率法中工件的磁化區處于可逆的疇壁位移區，磁導率處于隨磁場強度的上升而上升的區域，防止了上述問題，故被廣泛使用。磁導率無法直接丈量得到，而有必要使用電磁感應的原理，提取能夠反映磁導率的巨細一起又能被檢測的信號（電壓或電流）進行間接儀器計量，
當在空芯鼓勵線圈中通以交流激磁電流后，在線圈內就發生軸向交變磁場。這樣，處在同軸的丈量線圈中發生一感應電壓，該感應電壓巨細受線圈直徑，匝數，激磁電流的頻率及巨細，有無工件，剛鐵件的特性等多個因數的影響。當除鋼鐵件以外的一切客觀因數斷定今后，則該感應電壓只與鋼鐵件特性有關[3]，而針對同類鋼鐵件（即幾許外形，出產工序共同），則該感應電壓就只與鋼鐵件的磁導率相關了。這樣，在依據鋼鐵件的成分及機械功用與磁導率之間的相關性，間接丈量比如硬度等功用指標以及對鋼鐵混料的分選。
2 檢測儀硬件體系規劃
檢測儀硬件體系全體框圖如圖2所示：
體系控制器選用Cygnal公司的混合信號體系級單片機C8051F020，其片內資源非常豐厚，所集成的6 4 K R O M ， 4 K B R A M 以及1 2 位A D 等徹底能滿足本儀器功用的需求，從而使儀器在本錢，體積以及牢靠性上具有了很強的優勢 。其次儀器選用4*4的掃描鍵盤，以及320*240的點陣LCD模塊（自帶控制器SED1335），使得人機交互非常便利。另外串行擴展的EEPROM24C512能夠掉電保存一定量的前史計量數據，供查詢操作界面調用，也可由POS打印機輸出，便于實際出產的辦理。體系的要害部分是丈量電路，其由激磁信號，檢測電路以及信號調度電路三部分組成。

1）激磁信號：由信號源加放大電路組成，信號源為單片機宣布的頻率和巨細可調的方波信號，其具有較高的信噪比，能夠很大程度上降低檢測電路的噪聲[5]。激磁信號頻率和強度與信號有效滲透深度，磁場場強密切相關，對檢測功用起要害性作用。頻率越高，靈敏度越高，但線性度變差，一般來說，頻率上限不宜超越1KHz。
2）檢測電路：磁導率法按其丈量線圈（俗稱探頭）的個數可分單探頭法和雙探頭法，后者又稱差動法，以其丈量靈敏度高而被廣泛選用。其原理框圖如圖3所示：
線圈的制作方式又分螺線管式，U型和筆式三種，探頭方式和巨細的挑選應依據丈量要求來確定，原則上盡量挑選螺線管式的，因其重復性和靈敏度要比后兩者要好。鼓勵線圈和丈量線圈的匝數比在1：5以內，線圈匝數越多靈敏度越高但線性度越差，且簡略受到攪擾，匝數總數不宜超過5000圈。

3）信號調度電路包含信號的整流，濾波，放大，電平調整，其主要電路如圖4所示。整流電路選用常見的橋式全波整流（圖4未
畫）。因為在檢測電路中置入不同工件所發生的感應電壓之差在毫伏級，故需求引進信號放大電路，其放大倍數一般在100~500以內。圖4中選用集成運放器OP07，其輸出信號經電阻分壓，以及濾波電路后得到較安穩的雙極性電壓信號（-1.5V~+1.5V）。而因為體系選用的單片機所集成的A/D是單極性（0V~3.3V），故在信號送入A/D前需求進行電平的轉換，以滿足A/D的輸入要求[6]。
3 檢測儀軟件體系規劃
依據磁導率法及相關實驗標明，檢測儀所測得電信號巨細與鋼鐵原料功用（如硬度等）存在對應聯系，且許多情況下是單值聯系。因而檢測儀能夠完成對鋼鐵原料的混料，硬度等缺點進行定性分選，具體操作就是要求先選定上下限的規范樣件，經過檢測儀得到對應丈量值，作為對應上下限值保存在儀器中，然后對所需丈量工件進行檢測，丈量值在上下限內則為合格，否則為不合格。一起檢測儀也能夠定量檢測鋼鐵件的硬度，具體就是先挑選若干已知硬度值的規范試樣，經過檢測儀得到對應儀器丈量值，在丈量值與硬度值單值聯系的前提下，使用最小二乘法進行一元線性回歸，得到直線方程：y=a+bx，這樣就能夠得到所需丈量工件的硬度值[7]。依據以上剖析及儀器功用要求，本體系軟件選用模塊化規劃，整個體系可分為幾大功用模塊：1）參數設置模塊：包含信號頻率及強度的設
置，操作員工號及數據是否核算及保存參數，上下限值的設置，是否核算硬度值等參數；2）鍵盤及顯示模塊；3）參數和丈量數據查詢及打印模塊；4）檢測功用模塊：包含硬度分選，混料分選，裂紋分選。限于篇幅，下面僅給出硬度分選
功用模塊的流程圖，如圖5所示。

隨著現代工業的開展，尤其在航空航天，能源交通，石油化工等職業，對運用鋼鐵原料的機械產品質量的要求越來越高，特別是鋼鐵原料零件在熱處理后的硬度，外表硬化層深度（如滲碳層深度，高頻淬火層深度）以及判別安排以及分選混料等方面，更是要求其產品百分百的全檢。一些常用的檢測手段，如火花辨別混料分選，或用布洛維硬度計檢測硬度和化學剖析等辦法，均存在人力本錢高，人為因素影響大，速度慢以及對工件有損等許多缺點[1]。本文所述的電磁無損檢測儀依據磁導率法，能夠對鋼鐵原料工件在硬度，混料等缺點進行快速地定性乃至定量的無損檢測，在檢測靈敏度和配套功用上比起以往同類產品有了很大地改善。信息來源于http://www.yqxz88.com