摘 要:脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)是一種新型的無損檢測(cè)技術(shù)，該技術(shù)采用占有一定寬頻帶的脈沖信號(hào)作為激勵(lì)信號(hào)，在缺陷檢測(cè)過程中可以得到更加豐富的檢測(cè)信息。另外，利用特征量和相應(yīng)信號(hào)波形來對(duì)缺陷進(jìn)行檢測(cè)和定量分析，對(duì)試件內(nèi)部缺陷能有更好的檢測(cè)效果，因此在實(shí)際生產(chǎn)過程中有較大的價(jià)值。

本文所述的脈沖渦流檢測(cè)系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件設(shè)計(jì)，硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)有：激勵(lì)線圈、線圈驅(qū)動(dòng)線路、信號(hào)放大器、功率放大器、數(shù)據(jù)采集電路、實(shí)驗(yàn)試件、顯示電路、報(bào)警系統(tǒng)、A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路等。其中，激勵(lì)信號(hào)由函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生，探頭采用霍爾傳感器作為信號(hào)檢測(cè)傳感器。理論分析采用Comsol有限元仿真，為探頭設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)，利用Matlab軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)采集信號(hào)的分析和處理，并實(shí)現(xiàn)對(duì)所采集的信號(hào)的濾波和去噪，從而得到被測(cè)試件的相關(guān)特征值，如電壓峰值和峰值時(shí)間等。利用C++和Matlab實(shí)現(xiàn)試件缺陷的實(shí)時(shí)檢測(cè)，提取信號(hào)的特征值實(shí)現(xiàn)對(duì)試件缺陷的檢測(cè)和定量分析。通過多組實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)的分析結(jié)果與Comsol所得的理論數(shù)據(jù)分析相比較，驗(yàn)證了本文所采用的方法的準(zhǔn)確性和有效性。

最后，對(duì)整個(gè)論文做了總結(jié)，并對(duì)進(jìn)一步的工作提出了建議。

關(guān)鍵字：脈沖渦流；試件缺陷；定量檢測(cè)；有限元仿真

目錄

摘要

ABSTRACT

第1章 緒論-1

1.1 課題研究的目的和意義-1

1.2 脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)概述-1

1.3 國(guó)內(nèi)外脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀-1

1.3.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀-2

1.3.2國(guó)外研究狀況-2

1.4 脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)-2

1.5 研究的主要內(nèi)容-3

1.5.1 檢測(cè)探頭的設(shè)計(jì)-3

1.5.2 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理-3

1.5.3 硬件電路設(shè)計(jì)-3

1.5.4 系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)用-3

第2章 脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)的理論研究-5

2.1 脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)的原理-5

2.2 有效探測(cè)距離分析-5

2.3 邊緣效應(yīng)-6

2.4 檢測(cè)線圈瞬態(tài)電壓的計(jì)算-6

2.5 脈沖渦流信號(hào)的理論計(jì)算-6

2.5.1脈沖信號(hào)的分解-6

2.5.2單頻諧波激勵(lì)信號(hào)的疊加-7

第3章 基于COMSOL仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)-9

3.1 仿真實(shí)驗(yàn)方法與過程-9

3.2 仿真軟件COMSOL的應(yīng)用-9

3.2.1 COMSOL軟件簡(jiǎn)介-9

3.2.2 創(chuàng)建仿真模型-9

3.2.3 設(shè)定仿真參數(shù)-10

3.2.4 創(chuàng)建基本模型、設(shè)定邊界條件-10

3.2.5 網(wǎng)格化與求解-11

3.3 運(yùn)用Matlab分析處理仿真數(shù)據(jù)-14

第4章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-17

4.1 激勵(lì)信號(hào)源-17

4.2 探頭的設(shè)計(jì)-18

4.2.1 霍爾元件的選擇-18

4.2.2 線圈的繞制-19

4.3 功率放大電路-19

4.4 檢測(cè)信號(hào)放大電路-20

4.5 試塊的設(shè)計(jì)-21

4.6 C8051F34X單片機(jī)系統(tǒng)-21

4.6.1 C8051F34X系統(tǒng)簡(jiǎn)介-21

4.6.2 單片機(jī)工作原理-22

4.7 NI-PXI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)-23

4.8 Labview程序設(shè)計(jì)-25

4.9 試驗(yàn)過程-26

4.9.1 檢測(cè)系統(tǒng)調(diào)試-26

4.9.2 試驗(yàn)步驟-27

4.10 數(shù)據(jù)處理-27

4.10.1 濾波-27

4.10.2 檢測(cè)信號(hào)的平均處理-29

4.10.3 特征值的提取-30

4.10.4 誤差分析-31

4.10.5 仿真數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較-31

第5章 結(jié)論與展望-33

5.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)論-33

5.2 展望-33

參考文獻(xiàn)-35

致謝-36