基于交变电磁场的钢板表面缺陷检测系统研究

发布时间：2017-04-15 12:06

  本文关键词：基于交变电磁场的钢板表面缺陷检测系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,钢板的工业生产技术已成为衡量国家经济发展的主要方法。随着设备和生产工艺的改进以及自动化控制水平的不断提高,用户对钢板表面质量的要求越来越高。对于轧钢、钢板、管道等铁磁性材料的安全检测,最常用的技术就是无损检测技术。其中,交变电磁检测技术凭借探头结构简单、无需耦合剂、检测灵敏度高等优点,在钢板的无损检测领域受到广泛的应用。为了能够更加精确的检测钢板的表面裂纹缺陷,提高检测精度,本文研究了铁磁性钢板的磁化过程,提出了交变电磁检测技术对钢板进行在线实时检测。通过交变电磁技术检测原理,分析交变电磁技术在金属钢板缺陷检测中的特点,解释交变电磁场产生的感应电磁场与钢板表面感应电流的关系,利用COMSOL软件对钢板试件缺陷进行有限元仿真及结果分析。为充分证明基于交变电磁场检测的可靠性,仿真中通过改变裂纹尺寸等条件,研究交变电磁检测系统的影响因素:激励频率强度、裂纹尺寸大小。分析了钢板试件表面和近表面磁感应强度的变化规律。通过对交变电磁检测系统的激励线圈与检测线圈的探头设计与制作,研究钢板试件表面和近表面的缺陷,进行数据处理,实现裂纹缺陷的自动识别。通过LCD触摸屏对检测数据波形进行实时显示及存储,实现裂纹缺陷的识别,实验结果稳定性良好,可靠性较高,更直观、准确、全面地获取与缺陷相关信息。搭建实验平台,对钢板缺陷进行检测实验、实验结果分析,完善实验设备。实验分别对存在不同裂纹大小的钢板进行检测,观察LCD触摸屏的幅值变化,得到不同裂纹缺陷的幅值信息并进行比较。实验结果表明:相同条件下,随着激励频率强度、裂纹长度、裂纹宽度的增加,缺陷处得到的磁感应强度减弱;随着裂纹深度的增加,缺陷处的磁感应强度增加,检测深度达到5-6mm。
【关键词】：钢板裂纹 交变电磁场 表面缺陷 有限元仿真 数据处理 实时检测
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG115.28
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-25
• 1.1 课题研究的目的和意义9-10
• 1.2 无损检测方法的概述10-18
• 1.2.1 漏磁检测11-12
• 1.2.2 超声检测12-13
• 1.2.3 涡流检测13-15
• 1.2.4 磁粉检测15-17
• 1.2.5 射线检测17-18
• 1.3 交变电磁场检测技术的国内外研究现状18-21
• 1.3.1 国外研究现状18-20
• 1.3.2 国内研究现状20-21
• 1.4 交流电磁场检测技术概述21-23
• 1.5 论文的主要内容及章节安排23-25
• 1.5.1 论文的主要内容23
• 1.5.2 论文的章节安排23-25
• 第2章 交变电磁场的理论基础25-34
• 2.1 交变电磁场产生机理25-27
• 2.1.1 趋肤效应原理25-26
• 2.1.2 闭合磁路模型分析26-27
• 2.2 交变电磁场检测原理及理论模型分析27-33
• 2.2.1 空气中U型铁氧体解析27-29
• 2.2.2 交变电磁场测量原理29-33
• 2.3 本章小结33-34
• 第3章 交变电磁场的有限元仿真分析34-47
• 3.1 COMSOL Multiphysics仿真软件34-36
• 3.1.1 有限元仿真软件的概述34-35
• 3.1.2 有限元仿真步骤与特点35-36
• 3.2 交变电磁场三维模型的建立36-39
• 3.2.1 构建有限元仿真几何模型36-37
• 3.2.2 求解域后处理37-39
• 3.3 交变电磁场仿真结果分析39-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 交变电磁场的钢板裂纹测量系统47-62
• 4.1 交变电磁场的系统组成47-48
• 4.2 传感器设计48-52
• 4.3 交变电磁场的硬件模块设计52-61
• 4.3.1 激励信号源52-54
• 4.3.2 信号发生器电路的实现54-59
• 4.3.3 积分电路的设计59
• 4.3.4 A/D转换电路设计59-60
• 4.3.5 信号采集装置60-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第5章 实验与结果分析62-68
• 5.1 检测系统实验62-64
• 5.2 实验结果分析64-67
• 5.3 本章小结67-68
• 第6章 结论68-69
• 参考文献69-72
• 附录A 交变电磁场检测电路实物图72-73
• 附录B 串口数据采集调试程序73-76
• 在学研究成果76-77
• 致谢77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周德强;王俊;张秋菊;吴静静;张洪;;铁磁性构件缺陷的脉冲涡流检测传感机理研究[J];仪器仪表学报;2015年05期

2 杨理践;郭晓婷;高松巍;;管道内表面缺陷的涡流检测方法[J];仪表技术与传感器;2014年10期

3 程秋平;刘志云;任尚坤;李兵;;交流磁场检测技术基础问题的仿真分析[J];起重运输机械;2014年09期

4 刘志云;程秋平;任尚坤;;基于ACFM检测技术的裂纹识别及定量评价研究[J];无损探伤;2014年04期

5 苏淑靖;吴征;;基于FPGA+DDS的位同步时钟恢复设计与实现[J];电子技术应用;2014年08期

6 杨理践;王嘉;高松巍;;基于瞬变电磁法的金属管道外检测技术[J];无损探伤;2014年03期

7 吴德会;游德海;柳振凉;张忠远;;交流漏磁检测法趋肤深度的机理与实验研究[J];仪器仪表学报;2014年02期

8 张伟;师奕兵;王志刚;敖永才;;管道裂纹远场涡流检测的定量反演方法研究[J];仪器仪表学报;2013年08期

9 张庆贤;葛良全;谷懿;曾国强;杨强;罗耀耀;;MC模拟分析透射式微型X射线管目标靶厚度对输出谱的影响[J];光谱学与光谱分析;2013年08期

10 李伟;张传荣;陈国明;刘涛;;U型ACFM探头精确建模和实验测试[J];电子测量与仪器学报;2013年07期

  本文关键词：基于交变电磁场的钢板表面缺陷检测系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：308349