擾動磁場檢測儀器的研制及試驗研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10406分類號：TG115學(xué)號：100080402027南昌航空大學(xué)南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)位研究生）擾動磁場檢測儀器的研制及試驗研究擾動磁場檢測儀器的研制及試驗研究碩士研究生：史洪源導(dǎo)師：任尚坤教授申請學(xué)位級別：碩士學(xué)科、專業(yè)：測試計量技術(shù)及儀器所在單位：測試與光電工程學(xué)院答辯日期：2013年6月授予學(xué)位單位：南昌航空大學(xué)南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要I摘要擾動磁場檢測技術(shù)是一種新型電磁無損檢測技術(shù)，該方法具有提離效應(yīng)小

2、，材料屬性、邊緣效應(yīng)對檢測結(jié)果的影響小等優(yōu)點，可以建立精確的數(shù)學(xué)模型，從而實現(xiàn)對金屬表面裂紋尺寸的定量檢測。根據(jù)麥克斯韋方程組建立了擾動電磁場檢測的理論模型。擾動磁場檢測系統(tǒng)分為三大部分：探頭部分，硬件部分和軟件部分。采取激勵線圈和檢測線圈分離的結(jié)構(gòu)，這樣在激勵線圈較大時可以使用較小的檢測線圈，提高了檢測精度；檢測線圈采用差動設(shè)計，檢測信號靈敏度更大。經(jīng)過數(shù)學(xué)推導(dǎo)，找到了最優(yōu)化的激勵線圈和接收線圈的設(shè)計參數(shù)，并且設(shè)計了激勵線圈和檢測線圈

3、一體化封裝探頭。采用編碼器對系統(tǒng)定位，協(xié)助計算缺陷長度。采用專門的激勵信號電流源提供高精度、大電流的激勵電流。設(shè)計了信號調(diào)理電路，對檢測線圈檢測到的原始信號進行放大濾波。設(shè)計了高速AD采樣電路，實現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，采樣精度高達12位，有效保證了信號不失真地傳遞給PC軟件。采用專門PC軟件對數(shù)字信號做進一步處理。在識別裂紋的基礎(chǔ)上，通過編碼器對掃查路徑的編碼，配合計算機計算可以對裂紋的長度作出精確反演計算，在得到裂紋長度信息之后

4、，通過裂紋尺寸與檢測信號xB靈敏度之間的關(guān)系，采用擬合算法對計算機得到的輸入值作出反演計算，從而得到裂紋的深度信息。提出新的綜合判斷法來確定缺陷信號的開始與結(jié)束。通過對帶裂紋鋼板的實際檢測，分析檢測數(shù)據(jù)，得出了在涂覆層厚度增加時檢測靈敏度呈指數(shù)減小的結(jié)論，同時也得到了不同涂覆層厚度下的最優(yōu)檢測頻率。對模擬飛機蒙皮的多層鋁板背面孔洞檢測，可以有效檢出第四層鋁板上圓孔狀缺陷；對厚度為10mm的鋁板表面進行檢測，可以檢出距表面深度為2.5mm