【摘要】：隨著國民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,我國工業(yè)化水平逐漸提高,各種機(jī)械設(shè)備的使用也日漸廣泛。鐵磁材料因?yàn)榫哂辛己玫膹椥�、塑性和�?qiáng)度而被廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備和零件的生產(chǎn)制造,在我國乃至世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)重要地位,針對鐵磁材料的無損檢測也就顯得十分重要。本文開發(fā)了電渦流和巴克豪森相融合的無損檢測系統(tǒng),主要工作如下:介紹了電磁融合無損檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀;從電磁學(xué)方面闡述了電渦流檢測原理和分析方法;從微觀結(jié)構(gòu)方面解釋了鐵磁材料磁疇和磁疇壁,磁化曲線和磁滯回線的概念,闡述了巴克豪森信號的產(chǎn)生機(jī)理、影響因素和分析方法,然后從檢測原理和可行性兩個(gè)方面闡明了電渦流和巴克豪森融合檢測的理論基礎(chǔ)。開發(fā)了電磁融合無損檢測系統(tǒng)。使用不同的激勵(lì)線圈和檢測元件設(shè)計(jì)了不同的傳感器,對主要元器件進(jìn)行選型并設(shè)計(jì)制作了信號發(fā)生電路、功率放大電路、電流測量電路、信號調(diào)理電路,選擇合適的數(shù)據(jù)采集卡采集最終信號�；贚abVIEW開發(fā)系統(tǒng),設(shè)計(jì)了無損檢測軟件系統(tǒng),構(gòu)建了參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)分析三個(gè)主要的功能模塊,集合成為一個(gè)完善易用的無損檢測軟件�；谒_發(fā)的電磁融合無損檢測系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。針對塑性變形和缺陷檢測設(shè)計(jì)了拉伸試樣和開槽缺陷試樣,針對不同材料性質(zhì)的檢測開槽缺陷試樣使用三種不同材料制作,提取檢測信號的電渦流和巴克豪森時(shí)域特征值,包絡(luò)線和峰值、半高全寬、峰寬比特征值,磁滯回線和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、剩磁、矯頑力特征值。分析激勵(lì)信號參數(shù)和提離效應(yīng)對檢測結(jié)果的影響,研究塑性變形、開槽缺陷和不同材質(zhì)的檢測結(jié)果。最后對本文的主要工作進(jìn)行了詳細(xì)總結(jié),并對進(jìn)一步的研究工作進(jìn)行展望和規(guī)劃。
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圖片說明： 2.3 融合檢測原理與可行性分析2.3.1 融合檢測原理由上文電渦流和巴克豪森的檢測原理可以看出，二者有各自的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)、以及適用情況。電渦流由于趨膚效應(yīng)的存在適用于表面缺陷檢測，巴克豪森適合深層或下表面缺陷檢測。因此，將兩種檢測方式有機(jī)結(jié)合，可以提高檢測范圍和檢測精度。融合檢測的基本思路就是通過檢測系統(tǒng)同時(shí)獲得不同檢測信號或者混合信號，再利用信號處理技術(shù)對檢測信號進(jìn)行分析與處理，得到所需信號及其特征值，最后通過數(shù)據(jù)融合技術(shù)，，分析不同特征值，得到檢測結(jié)果[45]。①機(jī)理層融合機(jī)理層融合是最底層的融合，通過不同檢測方式在基本原理上的關(guān)系進(jìn)行融合檢測。對于本文的電渦流和巴克豪森，均是通過一個(gè)激勵(lì)線圈，對被測鐵磁材料進(jìn)行激勵(lì)，然后通過磁敏傳感器采集信號，鐵磁材料微觀組織變化或損傷均會對檢測信號產(chǎn)生影響，也就可以通過檢測信號反映被測試件狀態(tài)。如圖 2.20 所示，將采集到的信號進(jìn)行快速傅里葉變化，得到信號在頻域范圍內(nèi)的分布。
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圖片說明： Fig3.4 Classified by winding method3.2.2 傳感器檢測模塊檢測傳感器主要用來拾取磁信號，并將磁信號轉(zhuǎn)化為電信號，一般常用的磁敏傳感器主要有霍爾傳感器、巨磁阻傳感器和檢測線圈[47]。①霍爾傳感器當(dāng)電流垂直于外磁場通過導(dǎo)體時(shí)，載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，垂直于電流和磁場的方向會產(chǎn)生一附加電場，從而在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)�；魻杺鞲衅骶褪腔诨魻栃�(yīng)制成的磁通密度傳感器�；魻杺鞲衅饕话悴捎霉韫に�，敏感元件和信號放大調(diào)理電路可以封裝集成在一起，所以具有體積小、遲滯效應(yīng)小、線性度高、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)勢。UGN3503 是 AllegroMicrosystems 公司生產(chǎn)的霍爾傳感器，隨磁場強(qiáng)度變化而線性變化，可以準(zhǔn)確檢測非常小的磁場強(qiáng)度變化。圖 3.5 為 UGN3503 霍爾傳感器和封裝引腳圖。圖 3.6 為原理圖。表 3.1 為 UGN3503 霍爾傳感器主要技術(shù)參數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH878

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本文編號：2514032