本文關(guān)鍵詞： 紅外無(wú)損檢測(cè) 紅外熱電堆傳感器 非均勻校準(zhǔn) FPGA Labview　出處：《南京理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：紅外無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一,具有快速、非接觸、準(zhǔn)確和直觀等獨(dú)特優(yōu)勢(shì),具有廣闊的發(fā)展前景。本文以紅外熱電堆傳感器為基礎(chǔ),研制出一套能檢測(cè)多種復(fù)合材料內(nèi)部缺陷的紅外無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng),系統(tǒng)不僅可檢測(cè)出具有較大深寬比內(nèi)部缺陷,同時(shí)兼顧紅外無(wú)損檢測(cè)分析功能,具有低成本、適用范圍廣、靈活性高的特點(diǎn),可滿足工業(yè)材料的實(shí)時(shí)檢測(cè)需求。本文首先根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,開(kāi)展了系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì),分析了電阻和運(yùn)放等器件的噪聲特性,并根據(jù)紅外熱電堆傳感器的性能參數(shù)設(shè)計(jì)了低噪聲信號(hào)放大電路和低通有源濾波電路。其次,根據(jù)系統(tǒng)功能需求設(shè)計(jì)了無(wú)線通信模塊來(lái)加密傳輸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),使數(shù)據(jù)采集電路和數(shù)據(jù)收發(fā)電路硬件分離,增大了系統(tǒng)的靈活性。并設(shè)計(jì)了多通道高速采樣模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路、低紋波系數(shù)電源電路、上位機(jī)Labview數(shù)據(jù)顯示界面和基于FPGA的主控制器模塊,編寫(xiě)了數(shù)據(jù)采集控制程序。第三,針對(duì)線陣紅外熱電堆傳感器存在的非均勻性問(wèn)題提出了一種改進(jìn)的傳感器非均勻性校準(zhǔn)算法,該算法在傳統(tǒng)二點(diǎn)校準(zhǔn)算法的基礎(chǔ)上,可實(shí)現(xiàn)在較寬溫度范圍校準(zhǔn),運(yùn)用此算法取得了良好的校準(zhǔn)效果。最后,利用大功率加熱烤燈對(duì)碳碳材料、碳纖維復(fù)合材料和玻璃纖維復(fù)合材料三種不同熱擴(kuò)散系數(shù)復(fù)合材料內(nèi)部缺陷做了紅外無(wú)損檢測(cè)實(shí)驗(yàn),通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出設(shè)計(jì)的系統(tǒng)噪聲指標(biāo)為0.067mV,系統(tǒng)信噪比為89dB,可檢測(cè)的內(nèi)部缺陷深寬比約為:碳碳材料0.4,碳纖維復(fù)合材料0.5,玻璃纖維復(fù)合材料0.8,表明該系統(tǒng)具有低成本、靈活性高、適用范圍廣并可檢測(cè)出材料內(nèi)部較大深寬比缺陷的特點(diǎn)。
[Abstract]:Infrared nondestructive testing technology is one of the hot research field of nondestructive testing is fast, non-contact, accurate and intuitive and other advantages, has broad prospects for development. Based on the infrared thermopile sensor based on infrared detection can develop a variety of composite materials internal defect nondestructive testing system, the system can not only detect with the large aspect ratio of internal defects, taking into account the infrared NDT analysis function, has the advantages of low cost, wide application range, high flexibility, can meet the requirements of real-time detection of industrial materials. Firstly, according to the design requirements of the system, carry out the overall design of the system, analyzes the characteristics of noise resistance and operational amplifier devices. According to the performance parameters of infrared thermopile sensor design low noise signal amplifying circuit and low pass active filter circuit. Secondly, according to the function of the system was designed The wireless communication module to encrypt data, the data acquisition circuit and data transceiver circuit hardware separation, increase the flexibility of the system. And the design of multi channel high speed sampling analog-to-digital conversion circuit, low ripple power supply circuit module, main controller and PC Labview data display interface based on FPGA, the preparation of data acquisition control procedures. Third, based on the linear array infrared thermopile sensor has the nonuniformity problem and proposes an improved algorithm for non uniformity calibration of sensor, based on the traditional two point calibration algorithm, can be realized in a wide temperature range calibration, using this algorithm achieved good calibration results. Finally, roast lamp on carbon carbon material with high power heating, carbon fiber composite material and glass fiber composite materials with three different thermal diffusion coefficient of the composite made of internal defects of infrared nondestructive testing experiment And through the analysis of experimental results, the system noise index design for the 0.067mV system, the signal-to-noise ratio is 89dB, the internal defect detection depth to width ratio is about 0.4: carbon carbon material, carbon fiber composite materials 0.5, glass fiber composite materials 0.8, show that the system has low cost, high flexibility, wide application range and can detect the defects inside the material large aspect ratio features.

【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB302.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1474450