可攜式脈衝渦流熱成像電源系統設計

2020-11-04 電子技術應用

脈衝渦流熱成像是一種將渦流檢測和紅外熱成像技術相結合的新型無損檢測方法，具有非接觸、檢測範圍大、熱圖顯示直觀、感應熱激勵效率高等優點[1-3]。目前的研究主要關注熱成像、熱激勵、熱圖分析三個方面。其中熱激勵作為關鍵技術之一，大多數研究直接採用商業感應加熱電源，這些電源存在加熱效率低和均勻性差等問題[4]。近年來，也有關於脈衝渦流熱成像激勵電源的研究。王曉娜等人[5]引入U型聚磁線圈的整套激勵裝置，通過有限元仿真和實驗驗證有聚磁線圈的激勵比無聚磁線圈的激勵具有更高的能量傳遞效率和更佳的均勻性。為克服單路激勵存在對裂紋方向依耐性強和檢測靈敏度，提出一種雙路正交激勵電源系統[6]。針對於傳統高頻感應加熱電源中諧振頻率搜索慢、頻帶窄，提出一種基於改進型全數字頻率跟蹤技術的高頻感應加熱電源[7]。這些電源雖然改善了商業電源存在的問題，但這些電源採用大型變壓器整流供電或直接採用直流電源供電，存在著體積重量大、不便移動等問題。現代可攜式設備通常有鋰電池供電和外接電源兩種供電方式[8]。對於一些船舶、大橋等戶外檢測場景，由鋰電池供電的可攜式脈衝激勵電源系統顯得尤為重要。

鋰電池作為常見的的能量存儲器件，其單體輸出功率低、電壓小。鋰電池單獨供電時，提升其功率、電壓時需要更多的單體；因此兼顧功率輸出、能量儲存與系統體積重量是可攜式脈衝渦流熱成像電源亟待解決的問題。為此，設計一種結合鋰電池與的可攜式電源，合理有效地實現了脈衝渦流熱成像技術應用於現場檢測。

作者信息:

張廷堯，王曉娜，侯德鑫，葉樹亮

(中國計量大學 工業與商貿計量技術研究所，浙江 杭州310018)

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