专利名称:显示涡流电流检测器数据的方法和装置的制作方法
本发明涉及对涡流电流检测器得到的数据的显示。更具体地说，涉及的是一种计算机辅助相互作用彩色图形显示系统，在此系统中，对使用的所有测试频率的探伤数据可以显示在两个可选择的复合显示中。其第一显示是一彩色编码带状图形阵列，在此阵列中，对于每一测试频率和某一经选择的混合测试频率而言，与测试信号同相位和在相位上差1/4周期(正交)的非平衡电压分量是相对于被测试物体中的位置标绘出的。而第二显示是所标绘的测试数据中的某一选定部分的李萨如(Lissajous)图形阵列，这些测试数据是用于每一相关的带状图形显示对的。
已知的涡流电流检测器包括装在一个电桥相邻臂上的两组线圈，这个电桥具有这样的形状，它能以一已知方式在被测金属物体内或沿此被测金属物体运动。包括了一种或多种测试频率的交流测试信号通过电桥产生一电磁场，此电磁场感应出测试物体中的涡流，而感应涡流又产生一与原电磁场作用方向相反的电磁场，原电磁场使电桥中的一个或两个线圈中的阻抗发生变化，从而在电桥中产生一非平衡电压，此电压是两线圈间电压的差值。测试物体中的任何裂痕都会改变涡流强度，进而改变线圈的阻抗。测试中所使用的每一测试频率都相应于被测试物体中的一特定扫描深度，被测试物体中测到的裂痕的分析是基于每一频率的测试信号分量和非平衡电压信号分量间的相移进行的。
典型的情况是，涡流数据以单一的单色带状图形的方式呈现在一个显示监示器上，此带状图形表示某一单一频率下的测试信号分量和非平衡电压信号分量间的相移。此显示结果而后向上滚动直到包含有关信息此显示的一个区域对准一选定的显示窗口。而与上述显示区域相关联的存贮信息被处理以产生一相应的李萨如(Lissajous)图形，此李萨如(Lissajous)图形表示与有关区域显示部分相关的同相位分量和正交分量的关系。然而利用这种技术，不可能得到被测试物体在某一特定位置可能存在的所有裂痕的合成视图。因此，两个或更多的出现在同一位置或靠近同一位置的裂痕间的关系就只能通过转换各显示结果这样一个费时的过程来得到，而且可能会出现过载。
作为一个主要目的，本发明是一种通过提供两个交替的、互补的复合显示来获得被测试物体同一部位不同深度探伤情况的方法。其第一复合显示是以并列的带状图形式的一组与时间相关的波形，其上标绘有与每一测试频率相关联的同相分量和正交分量，这些分量包括交流测试信号分量和若干测试频率分量的组合。当一对相关的带状图形出现一个区域，在此区域中，标绘出的分量显著不同，表明被测物体中某一裂痕位置时，就选用第二复合显示。第二复合显示是上述区域中的每一测试频率和所选混合测试频率的李萨如(Lissajous)图形的即时图象。
在本发明第一实施方案中，测验数据是从涡流检测器产生的信号中收集的，而供给涡流检测器的是一包括若干不同测试频率的交流测试信号。检测器所产生的每一信号都与某一电流测试频率信号相关联，测试数据则包括由于检测器相对于被测试物体移动而产生的检测器信号与各个测试频率的信号间的幅度和相位变化。从检测器产生的每一信号中分离出与测试频率信号相关的同相分量和正交分量并进行数据处理以供显示;对每一分离出的测试信号分量确定检测器相对于被测试物体的位置;计算出所选定的若干测试频率的混合频率的正交分量和同相分量;存贮检测器信号和由测试信号得到的数据;对成对的平行带状图形进行第一复合显示，在带状图形中，对于每一测试频率和所选定的混合测试频率而得到的相位分量都参照检测器的位置标绘出;对每一测试频率和选定的混合测试频率下的任一带状图形的任一指定区域进行李萨如(Lissajous)图形的第二复合显示。
图1是总的方框图，示出了实现本发明的系统和本发明给出的第一复合显示。
图2是本发明给出的第二复合显示的示意图。
加到检测器上的交流测试信号包括若干测试频率。比如，测试频率可能包括一个载频f，和400KHz，100KHz及10KHz的测试频率，这些测试频率是载频的谐频。因此，电桥非平衡电压信号将包括三个信号，每个信号都是上述测试频率经载频调制的调制信号。每个频率用于检测被测物体中的一个不同深度存在的裂痕。
对于每一测试频率，相应的非平衡电压信号都将分成一个与此测试频率同相位的Exf分量和一个与此测试频率信号正交的Eyf分量。
此外，从若干测试频率的混合分量中分离出相同分量和正交分量对于消除杂散信号是有益的。例如，下列信号对于探测某些类型的裂痕是有用的E×min＝a·E×400+b·E×100+c·EY400+d·EY100;
Eymin＝e·EY400+f·EY100+g·E400+h·E×100;
式中，E×400和E×100是400KHz和100KHz非平衡电压信号的同相分量，Ey400和Ey100是400KHz和100KHz非平衡电压信号的正交分量。系数a-h是根据本领域内公知的方法统计得出的，同时考虑到了特定的被测物体，要探测的裂痕类型和要清除的信号。
本发明利用相互作用彩色图形显示系统的带状图形或李萨如(Li-ssajous)图形的形式重现涡流测试数据。每一带状图形都基于一个与一特定的检测器激励测试频率信号相关的非平衡电压信号分量，或基于一个从与若干激励测试信号相关的信号中分离出的混合信号分量，每一激励测试频率信号或者混合信号都与分别代表此信号的同相分量和正交分量的两相邻的带状图形有关。
根据本发明的带状图形显示示于图1，它给出一个具有显示屏2的彩色图形显示器1。显示屏2被分成四对区域(4和5为一对)，八条带状显示，每一带状显示具有一纵向参考轴7和一个特定测试信号分量的波形9。
每一区域4和其右边的区域5都包括与涡流检测器的非平衡电压信号的同相分量和正交分量相应的波形，或者是与若干载频相关的混合分量中得出的同相分量和正交分量相应的波形。区域4显示相应的同相分量，而区域5显示相应的正交分量。每一纵向参考轴7相应于涡流检测器在被测物体中或沿被测物体移动的轨迹。
显示器1与一个控制单元11连接，这个控制单元包括一个用于显示内容材料的单色监视器13和一个用于控制显示器1信息输入的键盘15。控制单元11与一台计算机17连接，在这台计算机中存贮着要在显示器1进行显示的信息和控制显示的程序。
与单色监视器13相连的还有一台输入装置19，操作者可以用它来输入控制显示屏2上的显示的指令。这里所描绘的输入装置是一块图示面板，它与一个在其表面可移动的指示标21结合，从而使指示控制件23可以移动到此面板表面上任何一个选定点。
面板19与监视器13相连，这样指示标21在面板表面的移动就导致指示标30在显示屏2上的相应移动。
指示标21与控制单元11相连并具有若干个功能键25，这些功能键可以根据操作者的命令单独动作来改变显示屏2上的显示。
例如，已根据本发明构成了一操作系统，其中计算机17利用一台数据通用MV系列计算机(Data General MV series computer)，控制单元11可用数据通用Dasher D200终端(Data General Dasher D200 terminal)，显示器1则可用雷斯特技术公司的120型彩色图形显示系统(Raster Tecnno-logies Model 120)，输入装置19和指示标21用GTCO Digi-Pad 5具有指示标的图示面板。
为了产生所需要的显示，可利用公知技术得到测试数据，而每一信号分量的连续采样值以数字形式存贮在计算机17中。在整个分析过程中，数据始终存贮在计算机中。因而，可以很容易地给上面描述的系统编制程序来完成这里所述的功能。
当指示标30在波形9上处于所期望的任一位置时，可以操作选定的功能键25来改变波形的比例和零点位置，或者为包含在一对相应波形中的信息选择起点和终点，此信息是用来产生相应的李萨如(Lissjsus)图形的。
指示标30也可处于一选定的参考轴7上，而且可以通过操作相应的一个功能键25来改变参考轴7上的波形显示的比例。另一方面，可以操作键盘15上的键25来改变显示在它们相应的参考轴上的所有波形的比例。
除此之外，在键盘15的控制下，可以改变所有数据的纵向比例，以便在显示屏上形成一完整的数据组，即所有的数据都在显示屏上，或者只显示有限的一部分数据。此外，所有的波形都可沿上下两个方向纵向移动。也可以去掉一对或更多对的波形，这样可使剩下的带状图形在显示屏2上的扫描速度加快。
最好是将所有要在显示屏2上显示的基本信息，即参考轴的标志和其它任何不依赖于数据值本身的信息存贮在计算机存贮器中的一个单字位平面上，这样当显示屏2上显示的其它信息变化时，基本信息可保持不变。
此外，最好将与每一波形或者与相关的波形对相应的数据存贮在一图象存贮单元中，从而使显示屏2上的这种显示不会因另外某一显示变化而需重新存贮。
另外，最好是使每对波形具有不同的颜色以便容易辨别。这并不占用计算机存贮的有效部分。
当沿某一选定参考轴7选定两个终点并加上面所述的那样将其送入计算机17后，显示屏2上的显示可以从图1所示的图形变成图2所示的图形，即显示出与每对信号分量相关的对应的李萨如(Lissajous)图形。例如，李萨如(Lissajous)图形34代表与图1所示，从右边开始的第一对两条带状图形4和5的选定部分相关数据，而这对带状图形是由与400KHz测试信号相关的电桥非平衡电压信号得出的。其它李萨如(Lissa
ous)图形36，38，40也同样相应于各自的带状图形对4和5。这些图形表示与测试频率100KHz和10KHz以及测试信号的混合Exmin及Emin相关的非平衡电压信号。
指示标30继续在显示屏2上存在，并且用来在李萨如(Liss-ajous)图形显示上完成各种操作。例如，指示标30可以用来使李萨如(Lissajous)图形处于它相应的参考轴42的中心和/或改变各图形的比例。指示标30也可用来测量相应的李萨如(Lissajous)图形的任何一个角度。所有这些动作都是在指示标21和功能键25的控制下完成的(如图1)。
例如，为了测量一个角度，将指示标30移到参考轴42的原点并按动一个第一功能键25，而后指示标30可移动到相应显示上的任何一个位置处，这时在显示上将会在坐标原点和指示标30的原点之间出现一条线。按动一第二功能键，测量线的倾角就以数字的形式在监视器13上表示出来。
同样，也可以通过将指示标30的原点置于李萨如(Lissajous)图形上的任意一点并按动另一个选定的功能键25来测量该李萨如(Lissajous)图形上相应点的矢量大小。而后，在监视器13上就会显示出此矢量幅度大小的数值。
各李萨如(Lissjous)图形34，36，38和40都可通过指示标30进一步控制来观察其李萨如(Lissajous)图形的发展情况，即此图形各部分连续变化的情况可在显示屏2被记录下来。
例如，在图1波形9的情况下，图2的李萨如(Lissajous)图形34、36、38和40可以用不同的颜色显示出来，而且基本信息，即产生把显示屏2分成四个象限的垂线和水平线的信息以及产生每个图形参考轴的信息可以贮存在计算机贮存器的一个单字位平面上，这样有关信息将会保持不变。
可以利用商品化的转球式指示器或游标指示器来代替指示标21。在这种情况下，可通过按动键盘15上的选定按键来实施功能指令。
权利要求
1.显示以涡流检测器产生的信号中得到的测试数据的方法，该涡流检测器被提供一包括若干不同频率的交流测试信号，相应于一个电流测试频率信号的每个检测器信号提供测试数据，这些数据包括当检测器相对于一被测物体移动时检测器信号和对应的测试频率信号间的幅值和相位变化。从每个检测器信号中分离出与相应的测试频率信号同相位的分量和正交的分量；对于每一检测器信号所得出的分量，确定检测器相对于被测物体的位置；从选定的混合测试频率中分离出同相和正交分量；存贮检测器信号和由测试信号分离出的数据，其特征在于提供并列带状图形对(4、5)的第一复合显示，在此显示中，对于每一测试频率或选定的混合测试频率，所分离出的相位分量(9)都与检测器位置(7)对应标绘出，并且提供李萨如(Lissajous)图形(34、36、38)40)的第二复合显示，该显示是相应于每一测试频率或选定的混合测试频率的任一带状图形(4、5)的任意指定区域的李萨如(Lissajous)图形。
2.如权项1所述的方法，其特征在于选定的检测器位置轴的比例可有选择地改变。
3.如权项1或2所述的方法，其特征在于选定的一个或多个波形的比例可有选择地改变。
4.如权项1或2或3所述的方法，其特征在于相对应于某一测试频率或选定的混合测试频率的带状图形和李萨如(Lissajous)图形可选用不同颜色显示。
5.显示从涡流检测器产生信号中得到的测试数据的装置，此涡流检测器被提供一包括若干不同测试频率的交流测试信号，每一检测器信号都与相应的电流测试频率有关，测试数据则包括当检测器相对于一被测试物体移动时测试信号与对应的测试频率信号间的幅值变化和相位变化，该装置包括能从各检测器信号中分离出与相应的测试频率信号同相位和正交的检测器信号分量，并能对应每一信号分量和选定的混合测试频率的同相及正交分量确定检测器相对于被测物体的位置;还包括可存贮检测器信号和由测试信号得到的数据的装置，此装置与数据分离装置相连，以及与上述存贮装置相连的显示装置，其特征在于第一复合显示能展示平行带状图形对(4、5)，在此显示中，相应于每一测试频率或选定的混合测试频率所分离出的相位分量(9)都与检测器位置(7)对应标绘出，并且可提供李萨如(Lissajous)图形(34、36、38、40)的第二复合显示，该显示是相应于每一测试频率或选定的混合测试频率的任一带状图形(4、5)的任意指定区域的李萨如(Lissajous)图形。
专利摘要
显示涡流检测器测试数据的方法和装置。为显示进行数据处理，从各检测器信号中导出与相关的测试频率信号同相和正交的分量，对每一导出相位分量和选定的混合测试频率的相同分量确定检测器相对于被测物的位置，贮存检测器信号和得到的数据。接着进行并列带状图形对的第一复合显示，其中对每一测试频率或选定的混合频率导出的分量与检测器位置对应绘出。进行第二复合显示，它是对每一测试频率或选定的混合频率的任一带状图的任意指定区域的李萨如图形。
文档编号G01R13/02GK85104626SQ85104626
公开日1987年5月6日 申请日期1985年6月15日
发明者理查得·H·马克 申请人:西屋电器公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan