本文關鍵詞：擾動磁場檢測傳感器的設計及試驗研究

  更多相關文章： 擾動磁場檢測 檢測平臺 常規(guī)探頭 筆式探頭 環(huán)形探頭

【摘要】：擾動磁場檢測技術(ACFM)是一種新發(fā)展起來的用于檢測工件表面缺陷的無損檢測方法。通過探測被檢工件表面的感應磁場變化情況來分析被檢工件表面是否存在缺陷。該技術與傳統(tǒng)的表面檢測技術相比,具有對被檢工件表面要求不高、操作簡便且檢測結果直觀等優(yōu)點。由于該技術發(fā)展較晚,大多數技術指標還處于探索階段,技術不夠成熟,尤其是在國內,對該項技術的掌握還處于初級階段,因此對該項技術的研究具有重要意義。本文首先介紹了該技術在國內外的研究現狀,根據擾動磁場檢測的原理以及麥克斯韋方程組,建立了其數學模型。其次,依據該技術的特點,搭建了擾動磁場檢測試驗平臺。檢測平臺主要包括激勵信號產生電路、功率放大電路、探頭、信號放大電路和濾波電路五部分。激勵信號產生電路通過STM32 D/A實現,為設計便攜式擾動磁場檢測儀做參考;由于激勵信號輸出功率小,設計了失真小、功耗低的功率放大電路,增強了激勵信號源的帶載能力;在檢測信號處理方面,設計了高增益、低失真率且增益可調的放大電路與高性能的開關電容濾波電路。設計了擾動磁場檢測常規(guī)探頭,并對含有不同長度和深度的人工缺陷的45#鋼板進行試驗研究,采用控制變量法,分析了該探頭的檢測靈敏度與缺陷長度及深度的關系。將探頭沿著偏移缺陷位置不同距離的基準線進行掃查,通過其檢測信號的大小,分析該探頭的有效檢測范圍;并對不同深度的缺陷分別進行掃查分析,討論其檢測范圍與缺陷深度的關系。將探頭掃查方向與缺陷走向成不同角度分別進行掃查,分析其Bx、Bz信號特征曲線所呈現的特點。設計了擾動磁場檢測筆式探頭,用于輔助常規(guī)探頭,檢測常規(guī)探頭難以掃查的部位。對含有人工缺陷的45#鋼板進行試驗,根據所得的缺陷信號特征曲線圖,分析了該探頭的檢測靈敏度及有效檢測范圍,并討論了其對缺陷的定位能力。設計了擾動磁場檢測環(huán)形探頭,專門用于檢測管道類工件;對含有人工缺陷的無縫鋼管進行試驗,其良好的檢測效果彌補了常規(guī)探頭在檢測該類工件時,檢測信號容易發(fā)生畸變,檢測效果不夠理想等不足。
【關鍵詞】：擾動磁場檢測 檢測平臺 常規(guī)探頭 筆式探頭 環(huán)形探頭
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH878.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 擾動磁場檢測技術簡介8-9
• 1.2 擾動磁場檢測技術的國內外研究現狀9-10
• 1.3 主要研究內容10-11
• 1.4 本章小結11-12
• 第2章 擾動磁場檢測技術理論基礎及其數學模型12-21
• 2.1 擾動磁場檢測技術的基本原理12-15
• 2.2 擾動磁場檢測技術的數學模型15-20
• 2.2.1 麥克斯韋方程組15-16
• 2.2.2 ACFM中缺陷計算的原理16-17
• 2.2.3 定解條件17-18
• 2.2.4 激勵線圈數學模型的建立18-20
• 2.3 本章小結20-21
• 第3章 擾動磁場檢測平臺的搭建21-38
• 3.1 擾動磁場檢測探頭22
• 3.2 STM32低功耗處理器22-23
• 3.3 基于STM32的激勵信號源的設計23-31
• 3.3.1 設計方案23-25
• 3.3.2 D/A驅動程序的設計25-28
• 3.3.3 信號的測試28-31
• 3.4 功率放大電路的設計31-33
• 3.5 放大電路的設計33-34
• 3.6 濾波電路的設計34-37
• 3.7 本章小結37-38
• 第4章 擾動磁場檢測常規(guī)探頭的研制及試驗分析38-66
• 4.1 擾動磁場檢測常規(guī)探頭的結構38-39
• 4.2 試驗方案與分析39-65
• 4.2.1 探頭的檢測靈敏度分析40-47
• 4.2.2 探頭的有效檢測范圍分析47-61
• 4.2.3 探頭的掃查路徑分析61-65
• 4.3 本章小結65-66
• 第5章 擾動磁場檢測筆式探頭的研制及試驗分析66-74
• 5.1 筆式探頭的結構66
• 5.2 試驗方案與分析66-73
• 5.2.1 探頭的檢測精確度及檢測靈敏度分析67-70
• 5.2.2 探頭檢測偏離范圍的試驗分析70-73
• 5.3 本章小結73-74
• 第6章 擾動磁場檢測環(huán)形探頭的研制及試驗分析74-79
• 6.1 環(huán)形探頭的結構74-75
• 6.2 環(huán)形探頭的試驗分析75-78
• 6.3 本章小結78-79
• 第7章 結論與展望79-81
• 7.1 結論79-80
• 7.2 展望80-81
• 參考文獻81-85
• 作者在讀期間科研情況說明85-86
• 致謝86-87

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