瞬变电磁实验教学模型系统设计

针对地学仪器课程中瞬变电磁仪的实践教学需要,设计了一套瞬变电磁实验教学模型系统。该系统包括 发射/接收一体机、接收传感器、异常线圈和上位机控制软件4 部分。发射/接收一体机使用AＲM( Advanced ＲISC Machine) 控制器和CPLD( Complex Programmable Logic Device) 作为主控单元,驱动H 型全桥电路实现双极 性方波的产生与发射; 利用差分式空心线圈和双运放仪用放大电路设计了高灵敏度传感器; 通过研究闭合线圈 感应电动势与时间常数的关系,使用异常线圈模拟了良导电率有限导体; 上位机控制软件使用C#语言在Visual Studio 平台上开发。经测试,该模型能实时采集并显示瞬变电磁感应二次场衰减信号曲线,实现在实验室内模 拟瞬变电磁仪工作过程,对课程的实践教学具有一定的辅助作用。     

基于C8051F060和VB的电涡流传感器静标定系统

针对目前电涡流传感器出厂的检测和标定全是由人工来进行,位移和输出电压信号都是靠人工读取,不可避免人工误差、不能获得连续曲线、无法确定具体零点位置等缺点,给出了基于C8051F060单片机和VB的电涡流传感器静标定系统的设计.该系统主要由下位机、上位机、静标台、步进电机和打印机等组成.下位机行程控制及数据采集程序由汇编语言开发,上位机数据接受及处理软件由VB编写;给出了系统的硬件结构框图和软件流程框图.与传统人工采集方法相比,该系统实现了标定过程的自动化,具有精度高、结构简单、操作灵活等特点.实际运行结果表明,该系统运行可靠,精确度和稳定性均达到了设计要求.     

基于虚拟仪器的信号发生器系统设计

介绍了一种基于AD9852的多路高频信号发生器,通过CAN总线将各个信号发生模块连接到上位机,由上位机控制各个模块产生高频信号。     

雷达仿真实验平台中运动系统的研发

对雷达的性能进行测试时,要求雷达阵面正对空间目标。为此文章研制了雷达仿真实验平台的运动系统。运动系统中电控系统的上位机可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)和下位机之间采用基于RS485自由口通信的方式进行通信,并控制机械执行机构实现直线运动、俯仰运动和方位运动,使位于雷达仿真实验平台上的雷达阵面准确追踪空间目标;为保证运动精度,系统采用编码器对雷达的位置参数进行检测;接收检测信号,运算后通过自由口通信将信号传递至上位机PC,再由PC发送指令到PLC,控制执行机构运转实现系统的闭环控制。实验结果表明,该平台能够可靠稳定地实现相同结构雷达的定位功能。     

一种计算机数控的医用呼吸模拟平台设计

为了给呼吸补偿方法的验证提供数据,设计了一种计算机数字化控制的医用呼吸模拟平台.本文将拟合的呼吸运动曲线映射成三维运动坐标数据,以ATmega2560单片机为核心,采用42BYGH34两相步进电机设计了一种模拟人体呼吸运动的三维运动平台.该平台利用单片机解析来自上位机发送的三维运动曲线数据,然后转换成驱动信号并结合驱动芯片对两相步进电机进行驱动,进而带动与皮带相连夹具上体模的周期运动,从而模拟人体器官的运动.经测试,该运动平台性能稳定,可以为模拟呼吸运动数据的采集提供硬件平台.     

基于涡流传感器的非接触式金属板厚度测量系统

利用涡流无损检测方法对金属板材进行厚度测量时,由于电涡流传感器探头线圈的阻抗表达式过于复杂,金属板材的电导率、磁导率和厚度等因素对探头阻抗的影响难以通过探头线圈的阻抗变化进行观察。针对这一问题,介绍了一种基于涡流传感器的非接触式金属板厚测量系统。该系统利用PSD技术实现涡流阻抗信号的正交分解,采用STM32单片机对数据进行处理,最后进行人机操作、液晶显示和数据存储。整个系统具有较高的检测精度和灵敏度,能够在强噪声背景的干扰下实现阻抗信号的二维信息检测。     

基于以太网通信的立体仓库监管控制系统

论文设计了基于以太网通信的立体仓库监管控制系统,用于工业生产中对仓库监管的自动化和智能化。该系统由上位机、运动控制器NJ、三轴直角坐标机械手组成。上位机和运动控制器NJ之间通过以太网通信,上位计算机向运动控制器NJ发送命令并实时采集现场的各种信号;运动控制器NJ和伺服驱动器之间通过以太网通信,伺服驱动器根据运动控制器NJ中的命令来驱动伺服电机。采用欧姆龙组态软件CX-Supervisor进行上位机监管软件的开发,使用SQL数据库进行现场数据记录。该系统能够满足立体仓库监管系统的各项要求,从而实现立体冷库的智能监管控制。     

铁磁性导体材料平板远场涡流探伤技术分析

介绍了平板远场涡流检测系统的基本结构和基本检测原理.根据检测时系统中磁力线和能量的分布特点,提出了能量凹陷区的概念.利用电磁数值仿真技术,给出了远场涡流检测中导体板无缺陷和有缺陷时,感应线圈处对检测信号起主要作用的方向的磁通密度分布变化特点.对比分析了板中不同深度和不同半径平底孔缺陷对感应线圈处磁通密度分布的不同影响.分析结果表明,因缺陷引起的空间磁通密度分布曲面形状与缺陷形状间有较直观的对应关系.最后,给出了实际平板远场涡流检测实验中,铁板上下表面存在不同尺寸平底孔缺陷时的远场检测信号曲线,显示出缺陷的半径、深度及位置对检测信号的不同影响.
     

基于同步姿态测量的地空三分量电磁接收系统设计

针对地空三分量电磁探测对接收信号高速、同步、大量存储、同时记录线圈姿态信息的需求,提出了带有高精度同步姿态测量的全波形地空电磁探测数字接收系统。设计了针对地空电磁法的模拟信号调理电路,通过两片同步驱动的高速24位AD芯片实现三通道高速采样,由FPGA实现了大量数据的实时传输。设计了同步姿态测量装置,可实时同步存储线圈姿态数据。实测结果表示,该数字采集系统能满足三个通道全速192 k Hz的采样率采集电磁数据、以100 Hz的采样率得到同步的线圈姿态数据,并通过实地野外实验证明了该系统可以完成含姿态测量的地空电磁三分量数据采集工作。     

温度数据采集系统的设计与实现

本文基于AT89S52单片机设计了一温度数据采集系统,通过该系统实现了对温度数据的采集,实时的温度显示监测等功能。在硬件上采用单片机AT89S52作为主处理芯片,采用智能温度传感器DS18B20作为检测元件,通过温度传感器DS18B20对温度数据进行采集,温度传感器DS18B20将被采集到的温度转化成带符号的数字信号并传送给单片机,同时将信号进行编码传送给上位机,上位机接收到数据,并对数据进行监测。     

油气管道涡流变形检测探头研制

针对传统的管道变形内检测探头环向检测面积较小的问题,在磁旋转编码检测技术的基础上,结合电涡流检测技术,研制了一种涡流变形内检测探头。文中首先介绍了电涡流管道变形检测的理论基础,设计了管道涡流变形检测探头的机械结构及电路系统,利用有限元方法得到探头与被测件距离d的增加引起传感器输出电压峰值信号呈现非线性减小的变化规律,同时研究了激励信号峰值和激励线圈内径变化对d值检测的影响。后进行实验验证,结果表明基于电涡流检测技术的管道变形检测具有可行性,实验测量精度达到1mm。该检测探头的研制对于提高管道变形内检测环向检测精度、降低检测成本具有一定的意义。     

一种新型电涡流传感器的理论分析

为提高普通电涡流传感器的灵敏度和增大检测距离,对一种新型电涡流传感器从理论上进行了分析.文中列出了重叠双线圈和同轴三线圈两种电涡流传感器的结构,并利用电磁场相关理论对同轴三线圈电涡流传感器及其设计进行了较详细地分析,并给出了测量电路单元.通过与普通电涡流传感器线圈进行仿真比较,得出了该结构电涡流传感器在长距离测量时的优缺点.     

预应力高强度混凝土管桩钢筋断裂远场涡流法数值分析

针对管桩预应力钢筋断裂检测的难题,选取PHC450(95)管桩建立三维电磁场有限元模型,基于远场涡流检测原理分析激励线圈在管内外不同钢筋断裂工况下磁场信号的变化规律,探究合理的激励线圈、检测线圈布置方式和有效的磁场检测指标。结果表明:激励线圈在管内管外,磁感应强度径向分量、轴向分量的相位均可作为钢筋断裂的检测指标;激励线圈在管内,磁感应强度径向分量、轴向分量的幅值可检测是否有纵筋断裂;激励线圈、检测线圈靠近钢筋断裂环向位置才能检测到相对明显的磁场信号变化。可见,应用远场涡流法检测管桩钢筋断裂情况是可行的,为实际检测装备的研发工作奠定基础。     

微小平面电感线圈近场涡流效应模型

微小平面电感线圈是一种新型的近场电涡流检测敏感器件,能够应用于复杂表面之间和微机电系统中实现准确的位移测量或无损检测。为了研究微小平面电感线圈的近场涡流效应对其自感和阻抗的影响规律,以轴对称时谐电磁场理论为基础,根据微小平面线圈近场涡流效应的特点,建立了描述微小平面线圈的自感和阻抗变化的数学模型,并进行了详细的模型解析和实验验证。验证结果表明,建立的数学模型具有很强的可计算性,并能够与实验结果很好地相符合,可以为微型平面线圈电涡流传感器的设计提供依据和指导。     

电涡流位移传感器线圈优化设计

高速磁悬浮转轴间隙的精确测量是磁悬浮转轴系统可靠工作的重要保障.电涡流位移传感器被广泛应用于这种间隙的测量.由于磁悬浮转轴系统空间有限,所以要求传感器既要有很高的灵敏度同时检测线圈的尺寸要尽可能缩小,为此提出了1种电涡流位移传感器检测线圈的多参数设计方法.该方法利用线圈的品质因数和所激发的磁感应强度梯度以及线圈导线的总长度3个参数构成1个优化函数,并采用遗传算法求解该函数,从而得到了最佳的检测线圈尺寸.通过MATLAB仿真已验证了该方法的有效性.     

脉冲涡流检测中参数影响的仿真分析与实验研究

脉冲涡流检测过程中传感器尺寸及激励参数对检测结果影响较大,对其进行优化设计可提高检测系统的性能。在分析矩形脉冲涡流传感器工作原理的基础上,采用ANSYS仿真软件建立了脉冲涡流的仿真模型,仿真分析了传感器尺寸变化对铝板中涡流衰减规律的影响,激励脉冲频率和占空比变化对缺陷检测灵敏度的影响,仿真结果表明:当激励线圈长度增加时,涡流在铝板中的衰减速度变慢,而当激励线圈宽度和高度增加时,涡流在铝板中的衰减速度变快;激励频率与占空比对缺陷检测灵敏度的影响与被测试件厚度有关,对于厚度较大的板材,应适当降低激励频率并提高占空比。最后采用实验的方法对仿真结果进行了验证,实验与仿真结果相一致,证明了仿真结论的正确性。     

基于新型脉冲涡流传感器的裂纹缺陷定量检测技术

传统脉冲涡流检测技术采用反射型传感器,其通过一个圆柱形的激励线圈来产生激励磁场,采用检测线圈或霍尔传感器来检测扰动磁场,然而由于激励磁场要比缺陷引起的扰动磁场强很多,使得这种结构的传感器对缺陷的检测灵敏度不高,需采用差分的方法来增强缺陷信息.提出了一种新型脉冲涡流传感器,其通过采用矩形激励线圈来改变激励场的空间分布,使得无需差分就可以对缺陷进行定量.在分析该新型脉冲涡流传感器检测原理的基础上,采用仿真和实验相结合的方法研究了其对裂纹缺陷长度和深度进行定量的效果,仿真与实验结果相一致,证明了该传感器的有效性.     

溢流阀在线检测系统先导阀芯材料的选择

针对溢流阀在线检测系统中,先导阀芯材料的选择问题,首先从阀芯材料必须满足电涡流传感器检测条件和符合力学设计要求两个方面出发,分析了传感器的变压器型等效电路和阀芯的力学载荷特性。借助有限元法,得到了四种不同阀芯材料时,传感器线圈阻抗随检测距离变化的规律,以及阀芯上应力和位移的分布规律,研究了阀芯疲劳特性与弹簧预紧力之间的关系。最后对比选取了合适的阀芯材料。结果表明,磁性材料不锈钢和灰铸铁不满足传感器检测的条件,铝合金材料不满足阀芯的力学性能的设计要求,而紫铜材料两方面性能均满足要求,溢流阀在线检测系统中先导阀芯更适合选用紫铜材料。     

Inversion of thicknesses of multi-layered structures from eddy current testing measurements

Luquire et al. ‘ s impedance change model of a rectangular cross section probe coil above a structure with an arbitrary number of parallel layers was used to study the principle of measuring thicknesses of multi-layered structures in terms of eddy current testing voltage measurements. An experimental system for multi-layered thickness measurement was developed and several fitting models to formulate the relationships between detected impedance/voltage measurements and thickness are put forward using least square method. The determination of multi-layered thicknesses was investigated after inversing the voltage outputs of the detecting system. The best fitting and inversion models are presented.     

涡流探伤在高频焊管中的应用

钢管的在线涡流探伤是指钢管在生产线上的生产过程中进行同步探访，主要用生产过程的质量控制．介绍了厦门爱普森公司生产的EEC-30型智能金属管道涡流探伤仪在实际生产中的应用，充分肯定了涡流探伤技术在高频焊管生产中不可替代的作用．