巴克豪森应力检测的提离消除及软硬件实现研究

摘要

本研究通过弹性元件连接接收线圈和磁化器，通过三个感应线圈检测磁化器内部的磁感应强度并采用BP神经网络实现，实现了消除传感器提离对巴克豪森检测的影响。在此基础上利用DSP和ARM的双核架构的嵌入式系统构建了一套巴克豪森应力检测设备，其中DSP实现数据采集和处理，ARM搭载了安卓操作系统提供良好的人机交互。设备能够根据试件的材料选择合适的激励信号以及合适的数字滤波器的滤波频带，来获取能很好反映被测试件应力或微观结构信息的巴克豪森噪声信号，并且通过特征值来定量地描述所检测到巴克豪森噪声信号。利用巴克豪森应力检测设备对Q235钢进行应力检测研究，选择合适的激励信号，定性地分析不同应力下检测到的巴克豪森噪声信号的幅值相对于0MPa应力下检测到的巴克豪森噪声信号的幅值变化量与频率的关系，并定量地研究了2kHz到500kHz之间8个相邻通频带下180MPa应力下检测到的巴克豪森噪声信号的均方根相对于0MPa应力下检测到的巴克豪森噪声信号的均方根变化量，选择合适的数字滤波频带对Q235钢应力检测进行标定。

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注释表

缩略词

第一章 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 巴克豪森噪声技术的发展过程

1.3 课题研究内容

第二章 巴克豪森噪声原理

2.1 磁畴和磁畴壁

2.2 磁化过程与反磁化过程

2.3 巴克豪森噪声的产生机理

2.4 巴克豪森噪声的特征值

2.5 本章小节

第三章 巴克豪森应力检测的提离消除研究

3.1磁化器提离造成巴克豪森噪声检测误差的分析

3.2巴克豪森应力检测提离消除方案说明

3.3巴克豪森应力检测提离消除方案验证

3.4本章小结

第四章 巴克豪森应力检测的硬件实现

4.1 传感器设计

4.2 控制模块设计

4.3 采集模块设计

4.4 显示模块设计

4.5 通信接口电路设计

4.6 电源管理

4.7 本章小结

第五章 巴克豪森应力检测的软件实现

5.1 控制模块软件设计

5.2 采集模块软件设计

5.3 人机交互程序开发

5.4 通信接口协议设计

5.5 本章小结

第六章 巴克豪森应力检测研究

6.1实验材料及平台

6.2 激励信号频率和幅值的选择

6.3 Q235钢拉伸应力实验曲线标定

6.4本章小结

第七章 总结与展望

7.1 工作总结

7.2 研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文