申请/专利权人：中北大学

申请日：2024-01-15

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN117848198A

主分类号：G01B7/12

分类号：G01B7/12

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.26#实质审查的生效;2024.04.09#公开

摘要：本发明涉及非磁性金属球体半径测量技术领域，具体是一种基于涡流效应的非磁性金属球体半径测量方法，该方法是采用如下步骤实现的：步骤一：搭建测量系统；步骤二：通过上位机对阻抗分析仪的激励频率进行初始设定；步骤三：选取至少三个半径已知的非磁性金属球体，逐个测量各个非磁性金属球体的半径测量特征值；步骤四：拟合出环境参数；步骤五：选取半径未知的非磁性金属球体，测量该非磁性金属球体的半径测量特征值；步骤六：计算出该非磁性金属球体的半径。本发明解决了现有非磁性金属球体半径测量技术在测量人员的经验和技能及背景光线的影响下测量准确率低的问题，适用于非磁性金属球体的半径测量。

主权项：1.一种基于涡流效应的非磁性金属球体半径测量方法，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：步骤一：搭建测量系统；所述测量系统包括三线圈电磁传感器、阻抗分析仪2、上位机3；所述三线圈电磁传感器包括线圈芯101、激励线圈102、第一接收线圈103、第二接收线圈104；线圈芯101呈竖向设置；激励线圈102固定套设于线圈芯101的外侧面中部；第一接收线圈103固定套设于线圈芯101的外侧面下端；第二接收线圈104固定套设于线圈芯101的外侧面上端；激励线圈102和第一接收线圈103共同构成第一个线圈对；激励线圈102和第二接收线圈104共同构成第二个线圈对；阻抗分析仪2分别与激励线圈102、第一接收线圈103、第二接收线圈104电连接；上位机3与阻抗分析仪2电连接；步骤二：通过上位机3对阻抗分析仪2的激励频率进行初始设定，阻抗分析仪2输出正弦激励信号；正弦激励信号传输至激励线圈102，使得第一接收线圈103和第二接收线圈104中感应产生感应信号；感应信号传输至阻抗分析仪2，阻抗分析仪2根据感应信号测得两个线圈对的阻抗，并将测量结果传输至上位机3，上位机3根据测量结果计算出两个线圈对的阻抗之差的实部；步骤三：选取至少三个半径已知的非磁性金属球体4，一方面保证各个非磁性金属球体4的半径各不相同，另一方面保证各个非磁性金属球体4的材料相同，然后逐个测量各个非磁性金属球体4的半径测量特征值；具体测量步骤如下：步骤a：将待测的非磁性金属球体4置于三线圈电磁传感器的下方，通过上位机3对阻抗分析仪2的激励频率进行扫频控制，阻抗分析仪2由此测得扫频激励频率下两个线圈对的阻抗，并将测量结果传输至上位机3，上位机3根据测量结果计算出扫频激励频率下两个线圈对的阻抗之差的实部；步骤b：上位机3根据扫频激励频率下两个线圈对的阻抗之差的实部，计算出扫频激励频率下电感的实部；具体计算公式如下： 式中：ReL表示电感的实部；ReZ表示两个线圈对的阻抗之差的实部；ω表示对应激励频率；步骤c：上位机3根据扫频激励频率下电感的实部，采用梯度下降法拟合出电感的实部与激励频率之间的关系直线，关系直线的斜率即为非磁性金属球体4的半径测量特征值；步骤四：上位机3将各个非磁性金属球体4的半径测量特征值和半径代入拟合方程，拟合出环境参数；拟合方程表示如下：y＝y0+Aerx；式中：y表示非磁性金属球体4的半径测量特征值；r表示非磁性金属球体4的半径；y0、A、x均表示环境参数；步骤五：选取半径未知的非磁性金属球体4，并保证该非磁性金属球体4的材料与步骤三中各个非磁性金属球体4的材料相同，然后测量该非磁性金属球体4的半径测量特征值；具体测量步骤如下：步骤a：将待测的非磁性金属球体4置于三线圈电磁传感器的下方，通过上位机3对阻抗分析仪2的激励频率进行扫频控制，阻抗分析仪2由此测得扫频激励频率下两个线圈对的阻抗，并将测量结果传输至上位机3，上位机3根据测量结果计算出扫频激励频率下两个线圈对的阻抗之差的实部；步骤b：上位机3根据扫频激励频率下两个线圈对的阻抗之差的实部，计算出扫频激励频率下电感的实部；具体计算公式如下： 式中：ReL表示电感的实部；ReZ表示两个线圈对的阻抗之差的实部；ω表示对应激励频率；步骤c：上位机3根据扫频激励频率下电感的实部，采用梯度下降法拟合出电感的实部与激励频率之间的关系直线，关系直线的斜率即为非磁性金属球体4的半径测量特征值；步骤六：上位机3将该非磁性金属球体4的半径测量特征值和环境参数代入测量方程，计算出该非磁性金属球体4的半径；测量方程表示如下：y＝y0+Aerx；式中：y表示非磁性金属球体4的半径测量特征值；r表示非磁性金属球体4的半径；y0、A、x均表示环境参数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中北大学 一种基于涡流效应的非磁性金属球体半径测量方法

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