基于电涡流探伤传感器技术-课程设计

成绩评定：传感器技术课程设计题目基于电涡流探伤院系电子工程学院专业姓名年级指导教师日期摘要所谓涡流探伤是基于电磁感应原理，当把通有交变电流的线圈（激磁线圈）靠近导电物体时，线圈产生的交变磁场会在导电体中感应出涡电流。涡电流本身也要产生交变磁场，通过检测其交变磁场的变化，可以达到对导体检测的目的。本设计利用涡流原理进行金属零部件质量的检测。如果检测电路设计成LC振荡电路形式，当检测线圈L对工件进行检测时，质量合格与不合格工件将使线圈的阻抗也将改变，也即电路中的振荡频率发生变化。关键词：涡流探伤，电磁感应目录一、设计目的--------------------------二、设计任务与要求----------------------2.1设计任务--------------------------2.2设计要求--------------------------三、设计步骤及原理分析------------------3.1设计方法--------------------------3.2设计步骤--------------------------3.3设计原理分析-----------------------四、课程设计小结与体会------------------五、参考文献---------------------------一、设计目的利用涡流原理进行金属零部件质量的检测。二、设计任务与要求涡流探伤是涡流检测技术的最主要的应用，它可应用于导电材料表面及近表面缺陷的检测。由于涡流检测是基于电磁感应现象，不仅被检测材料或制件的电、磁性能发生变化会引起检测线圈的响应，而且被检测对象的形状、尺寸的变化也会引起感应磁场和涡流分布的改变，正确、可靠地将缺陷信号从多种干扰因素所产生的“噪声”信号中分离、提取出来时涡流检测的根本目的。对于组成机械的各种金属零部件，它们的质量决定整机的性能，为此需要设计检测装置来完成这项任务。本设计利用涡流原理进行金属零部件质量的检测。如果检测电路设计成LC振荡电路形式，当检测线圈L对工件进行检测时，质量合格与不合格工件将使线圈的阻抗也将改变，也即电路中的振荡频率发生变化。此时如果测量LC振荡电路中的频率并找出频率与金属工件质量之间的关系，即可获金属零部件质量的情况。被测体表面平整度对传感器的影响：不规则的被测体表面，会给实际的测量带来附加误差，因此对被测体表面应该平整光滑，不应存在凸起、洞眼、刻痕、凹槽等缺陷。一般要求，对于振动测量的被测表面粗糙度要求在0.4um～0.8um之间;对于位移测量被测表面粗糙度要求在0.4um～1.6um之间。三、设计步骤及原理分析①首先我们对电涡流进行一下了解。电感线圈产生的磁力线经过金属导体时，金属导体就会产生感应电流，且呈闭合回路，类似于水涡流形状，故称之为电涡流也叫做电涡流效应，其实是电磁感应原理的延伸。②设计一个简易涡流探伤装置，能够实现简单的部件识别。可分为三个部分进行设计和实验。第一部分是LC振荡电路，此部分运用电感、电容等元器件组成电容三点式振荡电路，以达到产生正弦波的目的；第二部分是整流滤波电路，此部分由555电路以及其它部件组成；第三部分是显示电路，此部分用单片机作为主控部件，用数码管进行显示。其总体框图为1．设计LC振荡电路LC振荡器有基本放大器、选频网络和正反馈网络三个部分组成。为了维持震荡，放大器的环路增益应该等于1，而电容三点式振荡器的谐振频率为LC振荡电路滤波电路频率显示电路单片机控制电路显示电路2121021CCCCLf在实验中可通过测量周期T来测定谐振频率，即Tf10图中的振荡频率为kHzHznFnFnFnFmHCCCCLf568.562691040104010212121210实际测试中显示的周期为skHzfT18561102．整流滤波电路此部分电路采用LM555CM芯片可以简单的将正选信号滤波成方波信号。3．频率显示电路此部分电路应用单片机设计，主要功能是显示零部件的频率。总体流程图为否是开始脉冲采集并开始定时为各位变量赋值并存放到temp变量中判断比较temp是否在55kHz~65kHz之间报警且不显示频率不报警仅显示频率返回返回单片机数码管（显示频率）四、课程设计小结与体会本课程设计基本实现了简易涡流探伤装置的设计，用电路仿真零部件引起的涡流变化，对具体的变化频率进行显示，并判断零部件是否满足条件，达到了设计要求。通过本次课程设计，我对通信电子电路、模拟电子线路以及单片机有了更深入的理解。参考文献[1]谢沅清，通信电子电路，[M]北京：电子工业出版社，2007年[2]华成英、童诗白，模拟电子技术基础，[M]北京：高等教育出版社，2006年[3]李万臣，谢红编著．模拟电子技术基础实验与课程设计．哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2001年[4]张咏梅，陈凌霄编著．电子测量与电子电路实验．北京：北京邮电大学出版社，2000年[5]张毅刚等编著．MCS-51单片机应用设计．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003年