基于脉冲涡流检测技术的车轴探伤系统的研究.pdf

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1、基于脉冲涡流检测技术的车轴探伤系统的研究ResearchonSemi-axleTestingSystemBasedonPulsedEddyCurrentTestingTechnology学科专业：仪器科学与技术研究生：杜寅飞指导教师：李健副教授天津大学精密仪器与光电子工程学院二零一一年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了

2、明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要随着汽车行业的不断发展，公路运输在物流行业中扮演着越来越重要的角色，对汽车的安全检测逐渐得到人们的重视。其中由于车轴发生断裂引起的重卡侧翻和车体侧移发生碰

3、撞事故造成了严重的财产损失和人员伤亡，所以需要定期对车轴进行缺陷检测。脉冲涡流(PulsedEddyCurrent,PEC)检测技术作为一种新兴而有效的电磁无损检测技术成为了近年来的研究热点。采用脉冲涡流检测方法对车轴进行检测，可以简单快速地判断车轴中是否存在缺陷，并可以得出缺陷的信息。本文首先通过使用有限元分析软件对探头在棒状铁磁性导体试件中产生的涡流场进行有限元仿真，通过比较不同尺寸探头骨架、激励信号的幅度和频率对棒状导体试件内涡流场产生的影响为后面的探头结构设计工作提供理论依据。然后对整体检测实验装置进行了设计，车轴探伤实验系统主要由探头、信号激励系统和信号接收处

4、理模块组成。设计了探头中激励线圈的结构，并选择线性霍尔传感器作为检测传感器，设计了X向和Z向两种用来检测不同方向磁场的探头；使用MC9S08QG系列单片机为核心产生脉冲激励信号，并设计了由TDA2030芯片组成的推挽式功率放大电路，使得脉冲信号能够驱动激励线圈正常工作；接收模块中设计了偏置电压比较电路和滤波放大电路组成，对检测信号进行信号调理，采用示波器记录单点扫描电压值，后处理得到电压扫描曲线。最后利用实验系统对车轴进行了表面裂纹检测实验，对采集信号进行裂纹缺陷检测分析，可以得到裂纹缺陷明显的深度的信息的长度信息。通过实际数据与仿真数据进行对照分析，验证该实验装置的可

5、靠性。关键词：车轴探伤脉冲涡流有限元仿真裂纹检测ABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentoftheautomotiveindustry,roadtransportationplaysanincreasinglyimportantroleinthesafetytestingofthevehicletogetpeople'sattentioninthelogisticsindustry.Heavytruckrolloverandbodyswayasaresultofaxiscollisioncausepropertydamageandseri

6、ouscasualties.PulsedEddyCurrent(PEC)detectiontechnologywhichisregardedasanewandeffectiveelectromagneticnondestructivetestingtechnologybecomesaresearchhotspotinrecentyears.TestingaxleofautomotiveusingPECmethodisproposedinthethesis.AxletestingbasedonPEChavetheabilitytorapidlydetecttheexist

7、enceofdefects,andobtaintheinformationofdefects.First,thefiniteelementsimulationoftheeddycurrentfieldgeneratedbytheprobeiscompletedusingFEAsoftware,thedesignprinciplesareobtainedwiththecomparisonofeffectsoneddycurrentfieldexcitedbydifferentdimensionsofprobe,differentamplit