基于脉冲涡流的金属薄板厚度检测研究

发布时间：2021-03-09 08:33

　　将不同厚度的金属薄板作为研究对象,设计并制作了一种带有高磁导率纯铁屏蔽罩的脉冲涡流传感器进行检测,从时域和频域上探究了传感器测得的差分电压与金属薄板厚度的变化关系。研究结果表明,在时域上,峰值和峰值时间随金属薄板厚度的增加而增大。在频域上,基频幅值与金属薄板厚度成线性关系,因而基频幅值更适合用于表征金属薄板厚度,且脉冲涡流的激励频率最好选择其基频对应的趋肤深度稍大于待测金属薄板最大厚度,可以在金属薄板测厚分析中得到应用。 

【文章来源】：仪表技术与传感器. 2020,(01)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

脉冲涡流检测原理图

脉冲信号

相比矩形探头，圆柱形脉冲涡流探头内部可以产生较大的磁场，且磁场沿中心轴对称。根据前述脉冲涡流测厚理论，可知金属薄板厚度的检测归结于从感应电压中找到合适的特征参量。因此，获得合适的感应电压是脉冲涡流测厚技术的关键，在保持探头提离高度、激励信号电流和被测金属薄板厚度不变的前提下，采用控制单一变量法分别对激励线圈的内径、宽度、高度和匝数进行仿真优化。设计了一种具有最优化结构参数的圆柱形脉冲涡流传感器，其结构参数为:激励线圈内径为20 mm，宽度为4 mm，高度为16 mm，线圈匝数为400。结构示意图如图3所示。实际测试中，激励线圈产生的初级磁场较小，金属薄板感生出的次级磁场随之变小。因此，脉冲涡流传感器测试到的叠加磁场也很小，不利于对金属薄板厚度的测试。为了提高传感器测试灵敏度，如果一味地提高激励线圈的电流强度，造成线圈发热严重，导致其内部阻抗发生变化，无法保证线圈电流恒定，则初级磁场发生变化，造成实验的绝对误差。本文采用添加高磁导率纯铁屏蔽罩方法，将磁感应线束缚在传感器内部，使其溢出的磁感应线大幅度减少。

【参考文献】：
期刊论文
[1]方向性脉冲涡流应力检测研究进展[J]. 周德强,田贵云,尤丽华,王海涛.  传感器与微系统. 2011(09)

硕士论文
[1]基于脉冲涡流信号主成分分析的金属测厚研究[D]. 周昊.西安理工大学 2008
[2]脉冲涡流测厚技术研究[D]. 张震.西安理工大学 2007



本文编号：3072583