基于涡流的金属表面缺陷检测系统的研究

发布时间：2023-09-03 20:10

　　金属被广泛地应用于国民经济和人民生活的各个领域,但是许多金属都属于活泼性金属,长期暴露于空气中容易被氧化和腐蚀,从而造成金属物表面出现裂纹和凹坑等缺陷,这些缺陷将会造成极大的安全隐患。涡流检测作为金属表面缺陷的一种无损检测方式,以其高效性、安全无害的特点被愈来愈广泛地应用。目前应用较广的涡流检测技术是基于线圈的等效阻抗法实现的:由于互感作用,线圈和检测金属可以等效为一个阻抗电路,通过测量等效电路的阻抗就可以对金属表面缺陷进行判断。该方法的优点是检测方便,缺点是不能直接获得涡流信息,检测误差会比较大。因此,如何快速、准确地检测出金属缺陷成为重要的研究问题。本文以实际工程应用中的金属表面缺陷检测为研究背景,提出了基于系统频响特性的缺陷检测方法,并设计了一种将发射端与接收端分离的检测系统。成功地搭建了缺陷检测系统实验平台,并通过实验验证了所提方法的可行性。论文主要工作与创新点如下:1.提出了通过计算系统频响特性来判断金属表面缺陷的方法。本方法将线圈、检测金属以及磁敏电阻视为一个复合系统,通过分析系统的频响特性来判断缺陷。2.设计了一种将发射端与接收端分离的检测系统。在检测系统中,采用对称线圈...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 涡流检测技术的发展
    1.3 检测信号处理技术的研究现状
    1.4 论文主要工作及结构
        1.4.1 论文的主要工作
        1.4.2 论文的基本结构
第二章 基于涡流的金属表面缺陷频响检测方法
    2.1 涡流及其趋肤效应
        2.1.1 产生涡流的电磁感应现象
        2.1.2 毕奥-萨伐尔定律与矢量磁位
        2.1.3 涡流及其趋肤效应
    2.2 等效阻抗法
    2.3 系统的频响特性
    2.4 本章小结
第三章 基于涡流的金属表面缺陷检测系统的设计
    3.1 基于涡流的金属表面缺陷检测系统
        3.1.1 系统的方案设计
        3.1.2 系统的流程
    3.2 线圈的设计与磁敏电阻
        3.2.1 线圈
        3.2.2 磁敏电阻
        3.2.3 系统的磁场强度分布
    3.3 接收信号的滤波算法
        3.3.1 接收信号的时域滤波算法
        3.3.2 接收信号的频域滤波算法
    3.4 本章小结
第四章 基于涡流的金属表面缺陷检测系统实验平台的实现
    4.1 检测系统实验平台的搭建
    4.2 系统硬件模块分析
        4.2.1 信号主控模块
        4.2.2 信号转换模块
        4.2.3 信号放大模块
        4.2.4 信号探测模块
    4.3 系统软件分析
        4.3.1 软件流程
        4.3.2 上位机软件的工作原理
        4.3.3 滤波算法的设计
        4.3.4 系统频响特性的计算
    4.4 本章小结
第五章 系统功能测试与实验结果分析
    5.1 实验环境与实验参数设置
        5.1.1 检测系统环境
        5.1.2 磁阻的检测位置
        5.1.3 检测频率与金属材料
        5.1.4 滤波器对实验结果的影响
    5.2 基于相同深度的不同面积缺陷的检测
        5.2.1 实验过程
        5.2.2 实验结果分析
    5.3 基于相同面积的不同深度缺陷的检测
        5.3.1 实验过程
        5.3.2 实验结果分析
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3845703