基于arm和labview的高频电磁涡流检测系统集成设计

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1、中图分类号：TG115,TP368论文编号：102870116-S110学科分类号：080402硕士学位论文基于ARM和LabVIEW的高频电磁涡流检测系统集成设计研究生姓名郭太平学科、专业测试计量技术及仪器研究方向智能传感技术及仪器指导教师朱孔军教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一六年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringIntegratedDesignofHighFrequencyEddyC

2、urrentSystemBasedonARMandLabVIEWAThesisinMeasurementandTestingTechnology&InstrumentsbyGuoTaipingAdvisedbyProf.ZhuKongjunSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2016南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着碳纤维复合材料在航空航天领域的需求越来越大，迫切需要对碳纤维复合材料进行及时的损伤检测，避免由于结构损

3、伤带来的重大安全隐患。碳纤维复合材料的损伤检测方法有很多，而电涡流检测法作为常见的无损检测方法因为其结构简单、非接触、不需要耦合剂等特点得到广泛的使用，并且由于碳纤维复合材料本身由导电的碳纤维和绝缘的基体材料组成而呈现弱导电性，使得碳纤维复合材料的电涡流检测成为可能。本文主要使用电涡流检测法对碳纤维复合材料进行损伤检测。为了满足不同场合对激励信号频率的不同需求，本文设计研制了一套高频电磁涡流检测系统，其检测频率可以高达10MHz，频率可以任意调节，系统集成度高，体积小，使用简单方便。本文主要研究内容有：第一，根据提出的整体方案对高频电磁涡流检测系统进

4、行了硬件电路设计，包含了电源模块、激励信号处理模块、自动平衡模块、锁相放大模块、STM32核心模块、正弦信号发生模块、数据采集模块、自动平衡控制模块以及USB通信模块。第二，对高频电磁涡流检测系统进行了软件设计，主要包含上位机软件和下位机软件，上位机实现的主要功能为控制下位机工作以及检测的过程，而下位机实现的主要功能为接收上位机的命令执行不同的操作。第三，对高频电磁涡流检测系统进行实验验证，用制作的高频电磁涡流检测系统对碳纤维复合材料的常见损伤进行了检测，包括裂纹、冲击以及分层等，证明了系统的可行性以及实用性。关键词：碳纤维复合材料，电涡流检测，高频

5、电磁涡流检测系统，裂纹，冲击，分层基金资助：国家973计划（2015CB057501）江苏省333工程（BRA2015310）中央高校基本科研业务费专项资金（NE2015001，NE2015101）江苏高校优势学科建设工程资助项目本文研究工作在机械结构力学及控制国家重点实验室完成。I基于ARM和LabVIEW的高频电磁涡流检测系统集成设计ABSTRACTWiththeincreasingdemandofcarbonfiberreinforcedplastic(CFRP)inthefieldofaerospace,itisverynecessaryto

6、detectdamageinCFRPintime,toavoidmajorsafetyriskscausedbystructuraldamage.TherearealotofdamagedetectionmethodsforCFRP.EddycurrenttestingisusedwidelyasacommonNDT(NonDestructiveTesting)technologybecauseofitssimplestructure,non-contactandnocouplingagent.CFRPiscomposedofconductiveca

7、rbonfiberandinsulatingmatrix,soCFRPpresentsweakelectricalconductivityandthuswecanuseeddycurrenttestingtechnologytodetectdamageinCFRP.Inthisthesis,weusetheeddycurrenttestingtechnologytodetectdamageinCFRP.Inordertomeetthedifferentneedsofexcitingsignalfrequencyindifferentoccasions

8、,ahighfrequencyeddycurrenttestingsystemwithamaximumfre