基于arm嵌入式系统的智能涡流探伤仪的研制

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1、南昌航空大学硕士学位论文第一章绪论验频率的平方根成反比这个深度不大因此涡流检测通常被认为是一种检测表面或近表面质量的无损检测技术常用试验频率的范围为几赫兹至几兆赫兹特殊的可高达上百兆能在高温状态下进行检测由于高温下的导电试件仍然具有导电性质涡流检测不受材料温度的影响因此可在该状态下对导电体进行检测如热丝热线热管热板尤其重要的是当加热到居里点以上钢材消除了磁导率的影响可以像非磁性金属那样用涡流法进行探伤材质试验以及进行板厚管壁厚或覆盖膜层厚度的测量多用途的检测技术对试件中涡流产生的影响因素主要有金属物

2、体的电导率和磁导率试件的尺寸和形状线圈和试件间隙的大小试件内部的缺陷等因此涡流可以应用于多个不同的领域除探伤外还能测量工件的电导率磁导率晶粒尺寸热处理状态和工件几何尺寸涂层或镀层厚度它适用于铁磁性非铁磁性金属或金属工件的各种物理的组织的冶金状态检测因此涡流方法与其他无损检测方法相互补充弥补了其他方法的不足在航空航天冶金机械化工核能等领域具有广泛的应用特别是随着电子技术尤其是计算机和信息处理技术的发展大大促进了涡流检测方法与设备的不断更新和发展将突破常规涡流仪使用中的某些局限大大强化仪器的性能1.2涡

3、流检测仪国内外发展现状从1824年加贝发现了涡流存在到现在人们对涡流的研究已经进行了将近200年时间但是真正将涡流检测应用到工业现场中还要归功于20世纪50年代福斯特的创造性工作当时德国的福斯特FORSTER发表了许多的涡流论文提出了阻抗分析的理论和实验结果开创了现代涡流检测和理论研究的新阶段此后经过理论和实践双方面的努力涡流检测才真正从实验阶段发展到实用阶段逐步被工业所接受各种类型和用途的仪器相继问世我国60年代开始开展涡流检测的研究工作并先后研制成功了一系列检测系统从最初的YY-11型管材探伤仪

4、随着涡流检测技术的应用和推广国内不少单位又相继研制成功了多种型号的管材涡流探伤设备如YY-17YS-1[5]WTS-100TC-1000TC-2000ED-251T-5NE-30EEC系列等在80年代随着进一步对涡流的认识许多国家在阻抗分析法的基础上进一步开展了涡流检测的研究工作使涡流检测仪器的研制有一个飞跃研制出的涡流检测仪器从一维显示发展到二维显示更加准确直观反映出检测的结果但是由于当时的数字芯片集成度不高使检测仪器的成本很高价格很昂贵2南昌航空大学硕士学位论文第一章绪论这种技术的仪器只在部分非

5、常重要的检测场合使用使这类的仪器在市场上数量很小在某种程度上阻碍涡流技术在实际工程中的应用随着对涡流技术的深入研究各种新型的涡流技术被应用到实践中如多频涡流技术远场涡流技术柔性阵列传感器技术技术的进步进一步促进了仪器的发展各种多频涡流检测仪远场涡流仪也相继出现计算机技术的进步也对涡流仪器的研究产生了很大的影响集成电路技术单片机技术也越来越多的使[6]用到了涡流检测仪器中大大提高了仪器的检测速度和可靠性到90年代和21世纪初随着工业电脑的发展很多涡流检测仪器采用该技术应用于开发电脑式的数字涡流检测仪器

6、和其他用途的设备在国内以爱德森厦门电子有限公司为主导的集成度很高的数字化涡流检测仪器如现在用途较为广泛的EEC系列的数字涡流检测设备在便携式仪器方面我国自行研制与生产的早期便携式涡流探伤仪有FQR-7505厦门第二电子仪器厂和WT-3空军第一研究所等这些仪器能检测铁与非铁磁性零件的表面缺陷并具有手动提离补偿能力性能与德国DEFECTOMETER2.164相当为国际20世纪70年代水平随后空一所又研制成功WT-10型国内第一台便携式变频涡流探伤仪性能达到国际同类产品如美国ZETEC公司的MIZ-10A

7、20世纪80年代中期水平为了进一步改进编写式涡流仪的提离补偿的调整南昌航空工业学院研制的ED-5型涡流仪成功的利用单片机进行控制实现了提离效应的自动补偿和零点的自动调整性能与德国20世纪80年代产品DEFECTOMETER2.836相当近年来爱德森公司和空军第一研究所联合研制的SMART-97智能全数字涡流探伤仪将先进的DSP技术与涡流检测技术相结合成功的在涡流检测仪上实现了阻抗平面显示和时基扫描但是从国内总体研究来看仪器的便携性与智能化方面并不十分理想仪器体积偏大不便于工业现场的携带现代的便携式探

8、伤仪大都采用单片机做控制处理在编写程序方面比较简单而且成本低但是对于编写复杂的系统单片机有点困难同时由于单片机大都为8位机且处理速度一般不会高于50MHZ检测速度普遍不高而且对于使用电池供电的便携式仪器来说功耗比较大不利于便携式仪器的野外长时间使用本课题研究采用ARM微处理器在速度上ARM可以高达200MHZ数据字长32位是单片机的四倍在处理优势上为以后的进一步发展留于余量在耗电量上ARM处理器内核采用1.8V供电待机电流最低只有3mA外部资源包括齐全如以太网音频CF