单向CFRP表面缺陷的涡流检测与有限元仿真研究

针对目前钢制拉索耐腐蚀性差，寿命周期短，同时无法满足当前工程应用中超大跨距的要求，碳纤维复合材料因具有优异的机械性能和稳定的化学性能，为寻找替代钢拉索的新材料拉索提供了新的研究方向。本研究利用实验与数值仿真相结合的方法，开展CFRP裂纹损伤结构的涡流场分析与检测。结果表明，当激励频率为1 250 kHz时，线圈对碳纤维板索裂纹损伤检测最为敏感。裂纹处信号幅值随裂纹深度的增加而增加；随裂纹宽度的增加呈现先增加后减小的趋势，在裂纹宽度为1.5 mm时幅值达到最大值。通过CFRP涡流场有限元仿真，能够有效地验证实验结果。涡流检测技术可以有效应用在CFRP的损伤缺陷检测当中，为今后利用电磁涡流技术实现CFRP拉索的在役缺陷检测提供参考依据。     

用于飞行时间质谱仪的微电流检测模块

飞行时间质谱仪内部电磁环境复杂,且信号极其微弱,对微电流检测模块有着较高的要求。本工作针对正在研制的大气压接口飞行时间质谱仪制作了一种适用于质谱仪等复杂科学仪器的高精度微电流检测模块。模块由单片机控制,运用改进的电流电压转化法对质谱仪离子信号转换放大,利用标准RS485接口与上位机通讯。对模块进行了最小100 fA ,量程范围分别为±150 nA和±1500 pA两个量级微电流信号的测试,结果表明分辨率可达62．5 fA ,模块灵敏度高、稳定性好、自适应性强,满足飞行时间质谱仪的检测要求。     

基于涡流探伤的油(气)管裂纹检测研究与实现

油(气)管道容易产生疲劳或被腐蚀引起裂纹,为实时精确掌握管道壁面的缺陷数据.研究了一种基于涡流传感器的油(气)管道裂纹的检测系统.该系统由振荡器、探头、滤波放大、GPS定位、显示等模块电路组成,当探头探测到管道裂纹时,电路中出现突变信号(敏感信号),将该敏感段电路信号放大、滤波处理后输出,驱动蜂鸣器报警和显示器输出,可...     

电抗器高压高频振荡波发生装置技术研究

根据电抗器现场检测对高压高频振荡波发生装置的指标要求,针对技术难点研究了高压高频振荡波发生装置,采用整流模块和平波电容器等模块作为直流高压发生器的核心部件,基于C++语言完成了上、下位机控制系统程序,对整个充放电的过程及其参数进行调节控制,系统各部分均达到了设计要求。     

空气预热器用耐高温电涡流间隙传感器的研究

基于电涡流的基本原理,以镍铬合金导线为测量线圈,将导线绕制在陶瓷骨架上构成涡流探头,结合由信号源、放大模块和信号处理模块组成的前置器,设计制作了电涡流位移传感器.该传感器能在高温状态下、大温度变化范围（25～400℃）内长期稳定工作,具有结构简单、抗干扰能力强和测量精度较高等特点.     

电磁平衡智能车的硬件设计

介绍了一种以飞思卡尔半导体公司MC9S12XS128(16位)单片机为微控制器的电磁场检测巡线直立智能车系统的硬件设计。基于电磁技术的直立智能车系统的硬件设计,详细描述了主控制器模块、电源电路模块、直立控制电路模块、速度控制电路模块、电磁传感器电路模块硬件设计。通过测试,电磁平衡智能车能够快速稳定地沿着赛道行驶。     

高频涡流加载下闭合裂纹的动态响应特性

闭合裂纹是金属材料疲劳损伤的早期表现形式之一,因其界面相互啮合且紧密接触使得传统电磁超声检测方法对于其检测效果并不理想。本文把非线性检测技术与电磁超声相结合,建立电磁换能机理产生的应力波与以非线性弹簧理论搭建的闭合裂纹响应过程的有限元模型,模拟高频涡流加载下电磁超声表面波传播过程中振动质点的位移分布及其幅频特性,通过分析二次谐波分量研究电磁超声表面波在含闭合裂纹金属铝板中的非线性传播特性,为电磁加载技术应用于闭合裂纹的超声非线性检测提供理论基础。     

无线充电系统损耗分析及磁体结构优化

基于电磁谐振耦合的无线充电系统只有工作在高频下才能获取较高的系统传输效率,而高频变化的磁场会在周围铁磁性的物质中产生涡流,造成严重的涡流损耗。本文通过仿真与试验的方式分析电动汽车用无线充电系统在汽车底盘中由于涡流造成的能量损耗,分析了周围铁磁性物质对系统电路模型的影响,建立了增加铁板后的等效电路模型,并提出一系列的改进磁片结构来减小涡流损耗,提高系统的传输效率。最后得出当磁体结构成发散状时,系统总损耗最小。     

多通道在线涡流检测系统研制

针对当前工业生产线上对涡流检测设备多通道、高速化的需求,设计了一种可应用于在线检测的多通道涡流检测系统。系统由涡流信号处理电路、多通道数据采集系统、基于Vxworks系统的实时控制计算机、数据管理计算机以及相关软件组成。涡流信号处理电路的激励频率范围为300 Hz～3 MHz,灵敏度0～72 dB可调。多通道数据采集系统能同时对四路涡流检测信号进行采集,每个通道采集率可达200 K,能够满足1 200 m/min生产线上穿过式涡流检测的需求。涡流检测数据可通过PC104总线送往实时控制计算机以进行缺陷识别和标注。数据管理计算机可实时显示当前检测试件的阻抗平面图并储存缺陷数据,还可对检测参数进行调节以适应不同的检测条件。薄壁铜管的穿过式涡流检测实验表明,系统具备多通道检测能力,检测信号信噪比高,对0.6 mm微小缺陷有很好的检测效果。     

电磁发射用直线感应电机位置检测系统

位置检测系统对于电磁发射直线感应电机的正常运行是至关重要的。深入研究了适合于电磁发射特殊应用工况的电涡流传感器的静态与动态工作特性,并基于电磁发射直线感应电机定子由多段拼接而成的特点,设计了直线感应电机位置检测系统的拓扑网络。对位置检测系统中参数设计方法、设计过程进行了详尽推导,研制了实际位置检测系统样机,并在电磁发射平台上进行了实验测试,实验结果验证了所提出的设计理论与设计方法的正确性与有效性。     

铁轨金厲表面涡流无损检测系统

针对我国铁路快速发展,特别是高铁的发展,保障火车的安全运行当属重中之重故设计一套便于携带,灵敏度高的涡流探伤系统,涡流探头提取微弱损伤信号,经过滤波放大,模数转换等信号处理电路送给单片机处理,同阈值比较,确定路轨表面是否出现损伤从而为铁路安全运行提供保障。     

基于巨磁阻传感器的无损检测系统研究与设计

针对现代工业与安全检测中对非铁磁性工件的表面及近表面缺陷检测需要,基于涡流无损检测原理,采用灵敏度高、体积小、工作频率范围宽(0Hz到MHz)的GMR传感器,结合基于单片机STM32的直接数字频率合成(DDS)信号产生方法及锁相技术研制了一套涡流无损检测系统。实验结果表明该基于 GMR传感器的无损检测系统能够较好的检测出铝板试件表面及表面下2 mm处缺陷的存在,多道扫描结果可清晰判别出缺陷的位置和大小,该系统可以准确完成对导电材料表面及近表面的无损检测。     

符合新标准的医疗设备泄漏电流测试技术研究

在研究IEC新发布的医疗设备电气安全标准的基础上,设计了符合IEC60601标准的泄漏电流测试系统。本系统由测试电源、模拟人体网络、光隔离放大电路、信号调理电路、单片机系统和计算机组成,测试精度为±（0．02mA＋1．6%）,不仅符合IEC新标准,而且满足多种安规标准要求,测试精度高,操作性能好,满足快速、专业测试的需要,具有良好的应用前景。     

脉冲涡流检测的谱分析方法与缺陷分类识别

脉冲涡流检测技术采用周期矩形波作为传感器的激励信号,其检测信号可以在时域进行分析,也可以在频域进行分析。在频域分析中,目前的研究主要对其幅频谱进行特征提取分析。将矩形波激励信号看作一种多频不等幅正弦合成信号,分别对脉冲涡流检测信号的幅频特性和相频特性进行分析。结合脉冲涡流检测信号的频谱特点,在幅频谱中,提出谱相对变化用于不同类型缺陷的分类;在相频谱中,提出相位过零点对不同类型缺陷进行分类。通过脉冲涡流检测试验,验证了所采用方法的正确性。     

基于PLC的电源节能智能控制器设计

为了提高电源输出功率和效率,提出可编程逻辑PLC的电源节能智能控制器设计方案。其中控制器采用模块化的方法进行硬件设计,在嵌入式环境下实现控制程序植入和兼容性设计。控制器主要包括A/D模块、逻辑可编程控制模块、上位机模块、电源电路、时钟电路和功率放大模块等,采用PLC为主控芯片,实现电源滤波和高频噪声抑制,提高了电源的节能效果。系统测试结果表明,采用该控制器进行电源节能控制,电源的输出功率和效率改善效果明显。     

激励电流对脉冲涡流检测的影响研究

在采用脉冲涡流技术进行缺陷检测时,不同激励线圈中的电流会存在一定的差异。为研究不同线圈内激励电流对检测结果的影响,首先分析了不同线圈内激励电流的时频特征,而后研究了被测试件缺陷尺寸和材料属性不同时,不同激励电流作用下差分检测信号的频谱特征,分析了激励电流对检测信号频谱特征的影响规律。最后通过实验对分析结果进行了验证,结果表明：当被测试件缺陷尺寸不同时,差分检测信号频谱特征受激励信号影响的规律也不同。     

谱分析型多频涡流检测的信号处理方法研究

多频涡流检测是有效实现多参数检测和干扰抑制的无损检测方法.在谱分析型多频涡流检测中,采用同步方式合成多频激励信号,将涡流检测信号进行放大后,采集进行DFT变换,在频域进行特征提取分析.基于遗传算法,对多频激励信号的初始相位进行优化,降低激励信号的峰值因数,减小驱动电路工作电压范围.对检测信号进行谱分析,通过谱能量的变化...     

涡流法电阻率测试仪的设计

电阻率作为导电材料最重要的特性参数之一,具有十分重要的意义,通过检测导电材料的电阻率分布可以对材料的加工过程进行控制或者区分成品材料的应用范围。传统的电阻率检测方法很难应用于各种高温高压的环境,也不能满足无接触检测的需求,所以迫切发展一种能够在恶劣环境下无接触检测材料电阻率的检测方法。根据涡流法电阻率检测具有无接触、精度高、成本低、检测速度快、能够在恶劣环境下工作等特点,提出了一种通过涡流感应对导电体的电阻率进行无接触检测的系统。设计了检测系统的硬件,并利用移相技术和相关检测的算法成功实现了在涡流检测中对微弱信号的幅值、相位二维信息的提取。