基于ARM微处理器的智能钢材无损检测分选仪的研制

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1、摘要摘要电磁检测方法是无损检测的重要分支，具有方便、快捷、非破坏性等优点，被广泛地被应用于钢铁产品质量检测中。目前，我国钢铁机械企业有数百万之多，大多存在对钢种混料、热处理状态和裂纹等进行快速检测分选的需求，部分财力雄厚的大型企业多采用欧美等国的检测系统，价格极为昂贵，而众多中小型企业则采用国内仿制的经济型无损电磁分选仪器，该类在实际应用中能够基本满足需求，但功能相对单一，对于特定类型的钢铁材料仍难以达到国外仪器同等检测效果。因此，对钢铁材料电磁无损检测技术进行理论探索，并对仪器进行优化设计以改善和提高其性能指标，是当前电磁无损检测技术研究的重要内容。论文针对国

2、内电磁无损检测分选仪器技术现状，并结合本实验室在该领域的技术优势，提出了一种基于ARM的便携式智能钢材无损检测分选仪器技术方案，主要研究内容包括：1)研究电磁无损检测的理论，确定运用初始磁导率法对钢铁材料进行混料分选和无损探伤。2)以32位ARM微处理器$3C4480为基础，完成了系统的硬件设计，该硬件简洁稳定，抗干扰性强。3)嵌入uC／OS—II操作系统内核，软件层次分明，实时性和可扩展性强，通过对多种计算方法的分析，确定采用分段最小二乘法作为系统的数值处理方法，提高了系统精度。论文工作表明，基于ARM的仪器设计方案功能丰富，算法有效，人机交互友好，精度和性价

3、比较高，能够较好地满足钢材无损检测分选在算法处理和实时控制方面的技术要求，并在钢种分选和钢管裂纹检测中取得了较好的试验效果。关键词：电磁无损检测，初始磁导率，嵌入式系统，ARM，uC／OS．II，分段最小二乘AbstractAbs仃actneElectromagneticNondestructiveDetectingisallimportantbranchofNondestructiveDetectingTechnologies，anditiswidelyappliedtothequalitydetectingofmetalproduces，foritsexce

4、llentfeaturesofnondestructive，simplicityandconvenience，high-speed．Atpresent,therearemillionsofironandsteelenterprisesandmachineryenterprisesinourCountry,manyofthemhavedifficultquestionsinsteelmixing,crackdetectingete．Mostenterprisesnsethedomesticeconomicalimitationinstruments，whoseef

5、fectsarestilllessthanidealinpracticalapplications，comparingwiththeforeigninstruments．Itisastrongdemandthatthedesignofdomesticdetectinginstrumentsneedsoptimizationandimprovement,atthesametime，thetheoreticalexplorationneedsbeenenhanced，inordertoimprovetheperformanceindex．Inviewoftheexi

6、stingproblems，combinedwithourlab’Sresearchexperienceinthisfield，adesignofintelligentnondestructivedetectingdevicebasedonARMhasbeenpresented．111emaincontentsale嬲fellows：1)Afteranalyzingvariouselectromagneticdetetionprinciples，theinitialpermeabilitymethodischosenasdetectingmethod．2)Usi

7、ng32一bitMPUS3C44BOXasthecoreofthehardware，whichhastheadvantagesofsimplecircuit，lowpower，andhighabilityofanti—interference．3)uC／OS—IIRTOSisembedded，SOthesoftwareisstableandreliable．Afteranalyzingvariousarithmetics，segmentleastsquaremethodisusedtofRcurve，andtheaccuracyisimproved．Thesys

8、temiseconomi