本文關(guān)鍵詞：基于ARM的輸電線電磁無損檢測系統(tǒng)開發(fā)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：相對于我國高壓電網(wǎng)建設(shè)的高歌猛進,高壓架空輸電線結(jié)構(gòu)損傷檢測技術(shù)仍然非常落后。本文提出了一種利用電磁無損檢測技術(shù)對輸電線結(jié)構(gòu)進行損傷檢測的方法,將渦流檢測技術(shù)與漏磁檢測技術(shù)相結(jié)合,充分發(fā)揮這兩種技術(shù)的優(yōu)點。該方法不僅能檢測輸電線內(nèi)部鋼絞線和外部鋁絞線的斷股、裂紋損傷,還能檢測對接頭處鋼芯在鋼壓接套管中壓偏、拉開等缺陷。同時該方法還具有設(shè)備簡單、檢測結(jié)果直觀易懂、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點。本文基于該方法設(shè)計了一套以ARM芯片為控制器的輸電線電磁無損檢測系統(tǒng)用于實驗演示,同時也為該檢測方法的早日應(yīng)用做一些前期準備。基于上述思路,本文的重點工作在輸電線電磁無損檢測系統(tǒng)的設(shè)計與制作上。首先,針對輸電線的特殊結(jié)構(gòu),設(shè)計了系統(tǒng)整體的方案:渦流部分采用DDS技術(shù)產(chǎn)生激勵波形,利用正交鎖相放大技術(shù)提取損傷信號;漏磁部分采用差分對管技術(shù)測量;上位機與下位機的數(shù)據(jù)通信使用USB接口技術(shù)來實現(xiàn)等。其次,介紹了實現(xiàn)上述方案所需硬件電路和軟件程序的設(shè)計,硬件電路包括STM32F407微控制器接口電路,使用DDS芯片AD9954激勵信號模塊、使用AD630芯片的鎖相放大電路、使用AD7606的采集電路等等,軟件程序包括下位機驅(qū)動程序和Lab VIEW程序。最后,介紹了系統(tǒng)的調(diào)試方法,并對實驗結(jié)果進行了分析。最終試驗結(jié)果表明,在實驗室演示條件下,本系統(tǒng)檢測運行穩(wěn)定,可有效獲取輸電線結(jié)構(gòu)中的渦流、漏磁信號,并可根據(jù)信號分析出損傷的存在與位置,檢測結(jié)果滿足設(shè)計要求。
【關(guān)鍵詞】：輸電線 電磁無損檢測 渦流檢測 漏磁檢測 ARM 正交鎖相放大 DDS技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM75
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 課題背景及研究意義12-13
• 1.2 現(xiàn)有的輸電線損傷檢測方法13-15
• 1.3 電磁無損檢測技術(shù)及其研究現(xiàn)狀15-20
• 1.3.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象及相關(guān)定律15-17
• 1.3.2 渦流檢測技術(shù)17-18
• 1.3.3 漏磁檢測技術(shù)18-19
• 1.3.4 電磁無損檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4 本文的主要研究工作20-23
• 第二章 系統(tǒng)整體設(shè)計方案23-36
• 2.1 輸電線結(jié)構(gòu)23-24
• 2.2 需求分析24-25
• 2.3 渦流檢測方案25-30
• 2.3.1 渦流探頭結(jié)構(gòu)25-26
• 2.3.2 DDS基本原理26-28
• 2.3.3 正交鎖相放大器28-29
• 2.3.4 方案設(shè)計29-30
• 2.4 漏磁檢測方案30-33
• 2.4.1 勵磁及傳感方式30-31
• 2.4.2 漏磁檢測傳感器的選擇31-32
• 2.4.3 對管與差動測量技術(shù)32-33
• 2.4.4 方案設(shè)計33
• 2.5 系統(tǒng)整體方案33-34
• 2.6 本章小結(jié)34-36
• 第三章 硬件電路設(shè)計36-53
• 3.1 ARM及Cortex-M4內(nèi)核微處理器介紹36-37
• 3.2 數(shù)字電路部分37-45
• 3.2.1 微控制器STM32F40738-39
• 3.2.2 外圍接.電路39-42
• 3.2.3 DDS激勵信號發(fā)生模塊42-44
• 3.2.4 ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊44-45
• 3.3 模擬電路部分45-51
• 3.3.1 鎖相放大模塊45-48
• 3.3.2 功率放大模塊48-49
• 3.3.3 霍爾傳感器信號調(diào)理電路49-50
• 3.3.4 系統(tǒng)電源設(shè)計50-51
• 3.4 本章小結(jié)51-53
• 第四章 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)53-70
• 4.1 軟件設(shè)計思想53-54
• 4.2 嵌入式微控制器程序54-63
• 4.2.1 DDS驅(qū)動程序54-56
• 4.2.2 ADC驅(qū)動程序56-59
• 4.2.3 USB及其驅(qū)動程序59-61
• 4.2.4 命令傳輸識別協(xié)議61-63
• 4.3 上位機程序63-68
• 4.3.1 Lab VIEW程序框架63-64
• 4.3.2 程序設(shè)計64-66
• 4.3.3 Lab VIEW程序用戶界面介紹66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-70
• 第五章 系統(tǒng)硬件調(diào)試及實驗70-82
• 5.1 檢測系統(tǒng)硬件制作70-71
• 5.2 檢測系統(tǒng)調(diào)試71-72
• 5.3 檢測系統(tǒng)實驗72-80
• 5.3.1 檢測系統(tǒng)硬件平臺搭建72-74
• 5.3.2 渦流檢測及信號分析74-76
• 5.3.3 漏磁檢測及信號分析76-80
• 5.4 本章小結(jié)80-82
• 第六章 全文總結(jié)與展望82-85
• 6.1 全文工作總結(jié)82-83
• 6.2 工作展望83-85
• 參考文獻85-87
• 致謝87-89
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文89

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本文編號：324574