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1、第29卷第4期无损探伤Vol.29No.42005年8月NDTAugust.2005基于DSP技术的电磁无损检测仪的研究1221陈建能 万 静 何云斌 万国庆(1.哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150040;2.哈尔滨理工大学计算机与控制学院,黑龙江哈尔滨 150080)摘 要:针对钢铁电磁无损检测中某些特殊的钢铁材质检测结果不理想的情况,根据初始磁导率原理,提出了DSP技术应用于电磁无损检测试验装置的设计方案。试验结果表明,采用DSP检测方法初步收到了较好的效果。关键词:电磁无损检测;铸铁;磁导率;数字信号处理中图分类
2、号:TG15 文献标识码:B 文章编号:167124423(2005)04232203 初始磁导率法是基于电磁无损检测方法检测金产生的涡流产生的附加交变磁场,两者之和为Hs属材质,以其非破坏性、简便、快速及可实现100%总是削弱原外加磁场Ha。因此,为了处理方便引入逐件检测等优点,在工业上得到广泛的应用。该方法了有效磁导率Leff。这样,用一组测量线圈同轴绕制主要通过测量从时域的模拟信号提取最能体现初始于激磁线圈上时,必在测量线圈上产生一个感应电磁导率变化的某一段信号的幅值或相位大小,来实动势E。现材质分选和缺陷的检测。这种钢铁电磁无损
3、检测仪已经在全国众多家厂矿企业得到了广泛的应[1,2]用。但在某些比较特殊材质工件的实际检测过程中,仍然有一些缺陷信号淹没在噪声信号中而导致检测结果不够理想的情况。本文阐述了一种新的信号处理方法即DSP技术来解决在实际中遇到的这类问题,首次将DSP技术应用于电磁无损检测中,图1 检测原理示意图并与传统电磁无损检测方法进行了比较,收到了较其大小为:好的效果。2PD-8E=2PfnHa×10(无工件时)(1)1 检测原理42PD-8由于工件本身内部结构,材质等客观原因,使得E=2Pfn4LrLeff×Ha×10(有工件时)(2)几乎所有工件的
4、初始幅值磁导率都不相同,我们正式中 f—激磁频率,单位赫兹是利用这一原理把工件本身的特征信号转化成电信D—测量线圈的直径,单位米号,通过模拟模块把信号采集出来,再送到DSP芯n—测量线圈的匝数片进行分析处理。Lr—工件的相对磁导率1.1 信号采集原理Leff—工件的有效磁导率[3]初始幅值磁导率法检测的原理如图1所示,Ha—磁化线圈中的激磁场强度当一个空心的磁化线圈中通以交流激磁电流之后,由式(1)、式(2)可知,测量线圈中的感应电动势线圈内产生一个轴向的磁场强度Ha。被测的铁磁E在f、D、n、Hp等为定值时,其改变量的大小只与性工件放入
5、该线圈时,在交变磁场的作用下钢铁件钢铁件的相对初始磁导率和有效磁导率有关。由于被交变磁化,从而大大增加原来的磁场强度Ha。但初始磁导率法适用于批量生产钢铁件的100%无损同时由于非无限长的工件的退磁场强度和钢铁件中检测,因此钢铁件的规格尺寸可以认为是一样的,所©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第4期 陈建能等:基于DSP技术的电磁无损检测仪的研究 33以
6、感应电动势主要只与初始磁导率有关。这在研究析、快速傅立叶转换(FFT),最后把结果显示出来。和现场应用中已得到证实。试验所用的试样来自某厂家从生产现场选出来可见,初始幅值磁导率的大小与感应线圈的电的。第一组为急冷铸铁挺杆。试样直径17mm,长33压或电流有着密切的关系。mm。共30个,厂方用肉眼分出15个裂纹件,15个1.2DSP数据处理器的特点非裂纹件。其中一个非裂纹件作为参考件。本文把DSP系统包含CPU(TMS320LF2407A)、两块裂纹件称为不合格件,无裂纹件称为合格件。第二组存储器(IS61LV6416-15T)、电源模块为
7、28MnCr5齿轮毛坯,直径66mm,高16mm。共(TPS7670D318)、锁相环等。其主要功能是对采集21个,其中一个作为参考件。在每一个工件上都打的数据进行处理,完成计算等;LF2407A是3.3V供上布氏硬度,然后按照压痕直径从小到大排列。电的低功耗数字信号处理芯片。3 实验结果与分析[4]DSP具有以下特点:1.快速的运算速度,指令周期最短为25ns,运从图3我们可以看出裂纹件(图中用▲表示)和算能力最大为40MIPS,而12M晶振的80C51单非裂纹件(图中用●表示)基本上可以区分开。图中片机最短指令周期为1Ls;有三个合格
8、件混到了裂纹件里面了。需要说明的是2.CPU具有32位算术逻辑单元,32位累加这些工件的合格与否是用人眼进行观察挑选出来器,程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数的,裂纹件基本上可以确定是有
