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摘 要:脈沖渦流檢測技術(shù)是一種新型的無損檢測技術(shù),該技術(shù)采用占有一定寬頻帶的脈沖信號作為激勵信號,在缺陷檢測過程中可以得到更加豐富的檢測信息。另外,利用特征量和相應(yīng)信號波形來對缺陷進行檢測和定量分析,對試件內(nèi)部缺陷能有更好的檢測效果,因此在實際生產(chǎn)過程中有較大的價值。 本文所述的脈沖渦流檢測系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件設(shè)計,硬件實驗平臺有:激勵線圈、線圈驅(qū)動線路、信號放大器、功率放大器、數(shù)據(jù)采集電路、實驗試件、顯示電路、報警系統(tǒng)、A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路等。其中,激勵信號由函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生,探頭采用霍爾傳感器作為信號檢測傳感器。理論分析采用Comsol有限元仿真,為探頭設(shè)計提供參考依據(jù),利用Matlab軟件實現(xiàn)對采集信號的分析和處理,并實現(xiàn)對所采集的信號的濾波和去噪,從而得到被測試件的相關(guān)特征值,如電壓峰值和峰值時間等。利用C++和Matlab實現(xiàn)試件缺陷的實時檢測,提取信號的特征值實現(xiàn)對試件缺陷的檢測和定量分析。通過多組實驗,將實驗的分析結(jié)果與Comsol所得的理論數(shù)據(jù)分析相比較,驗證了本文所采用的方法的準(zhǔn)確性和有效性。 最后,對整個論文做了總結(jié),并對進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;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 脈沖渦流檢測技術(shù)概述-1 1.3 國內(nèi)外脈沖渦流檢測技術(shù)現(xiàn)狀-1 1.3.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀-2 1.3.2國外研究狀況-2 1.4 脈沖渦流檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢-2 1.5 研究的主要內(nèi)容-3 1.5.1 檢測探頭的設(shè)計-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-3 1.5.4 系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)用-3 第2章 脈沖渦流檢測技術(shù)的理論研究-5 2.1 脈沖渦流檢測技術(shù)的原理-5 2.2 有效探測距離分析-5 2.3 邊緣效應(yīng)-6 2.4 檢測線圈瞬態(tài)電壓的計算-6 2.5 脈沖渦流信號的理論計算-6 2.5.1脈沖信號的分解-6 2.5.2單頻諧波激勵信號的疊加-7 第3章 基于COMSOL仿真實驗的設(shè)計-9 3.1 仿真實驗方法與過程-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 運用Matlab分析處理仿真數(shù)據(jù)-14 第4章 實驗系統(tǒng)的設(shè)計-17 4.1 激勵信號源-17 4.2 探頭的設(shè)計-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 檢測信號放大電路-20 4.5 試塊的設(shè)計-21 4.6 C8051F34X單片機系統(tǒng)-21 4.6.1 C8051F34X系統(tǒng)簡介-21 4.6.2 單片機工作原理-22 4.7 NI-PXI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)-23 4.8 Labview程序設(shè)計-25 4.9 試驗過程-26 4.9.1 檢測系統(tǒng)調(diào)試-26 4.9.2 試驗步驟-27 4.10 數(shù)據(jù)處理-27 4.10.1 濾波-27 4.10.2 檢測信號的平均處理-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)與實驗數(shù)據(jù)的比較-31 第5章 結(jié)論與展望-33 5.1 實驗結(jié)論-33 5.2 展望-33 參考文獻-35 致謝-36 |