擾動(dòng)磁場(chǎng)檢測(cè)儀器的研制及試驗(yàn)研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10406分類(lèi)號(hào)：TG115學(xué)號(hào)：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(dòng)磁場(chǎng)檢測(cè)儀器的研制及試驗(yàn)研究擾動(dòng)磁場(chǎng)檢測(cè)儀器的研制及試驗(yàn)研究碩士研究生：史洪源導(dǎo)師：任尚坤教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士學(xué)科、專(zhuān)業(yè)：測(cè)試計(jì)量技術(shù)及儀器所在單位：測(cè)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(dòng)磁場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)是一種新型電磁無(wú)損檢測(cè)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(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響小等優(yōu)點(diǎn)，可以建立精確的數(shù)學(xué)模型，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬表面裂紋尺寸的定量檢測(cè)。根據(jù)麥克斯韋方程組建立了擾動(dòng)電磁場(chǎng)檢測(cè)的理論模型。擾動(dòng)磁場(chǎng)檢測(cè)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(lì)線圈和檢測(cè)線圈分離的結(jié)構(gòu)，這樣在激勵(lì)線圈較大時(shí)可以使用較小的檢測(cè)線圈，提高了檢測(cè)精度；檢測(cè)線圈采用差動(dòng)設(shè)計(jì)，檢測(cè)信號(hào)靈敏度更大。經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，找到了最優(yōu)化的激勵(lì)線圈和接收線圈的設(shè)計(jì)參數(shù)，并且設(shè)計(jì)了激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈

3、一體化封裝探頭。采用編碼器對(duì)系統(tǒng)定位，協(xié)助計(jì)算缺陷長(zhǎng)度。采用專(zhuān)門(mén)的激勵(lì)信號(hào)電流源提供高精度、大電流的激勵(lì)電流。設(shè)計(jì)了信號(hào)調(diào)理電路，對(duì)檢測(cè)線圈檢測(cè)到的原始信號(hào)進(jìn)行放大濾波。設(shè)計(jì)了高速AD采樣電路，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，采樣精度高達(dá)12位，有效保證了信號(hào)不失真地傳遞給PC軟件。采用專(zhuān)門(mén)PC軟件對(duì)數(shù)字信號(hào)做進(jìn)一步處理。在識(shí)別裂紋的基礎(chǔ)上，通過(guò)編碼器對(duì)掃查路徑的編碼，配合計(jì)算機(jī)計(jì)算可以對(duì)裂紋的長(zhǎng)度作出精確反演計(jì)算，在得到裂紋長(zhǎng)度信息之后

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