脉冲激振电涡流传感器及检测方法实验研究

摘要

电涡流检测技术是无损检测(NDT)技术的一种，与其它无损检测技术相比有着一些特有的优势，该检测技术广泛应用于工业生产和科学研究的各个领域。脉冲涡流检测技术是电涡流检测技术的一个分支，由于脉冲激励可以得到宽频带丰富的检测信息和更深的穿透深度，从而使其成为目前无损检测领域的一个研究热点。
　　但无论是传统电涡流技术还是新兴的脉冲涡流技术都存在着一些缺点，如传统涡流检测效率较低，速度较慢，脉冲涡流技术的理论依据和检测模型尚不完备。
　　本论文将电涡流技术与LC自由谐振相结合，研究脉冲激振电涡流检测方法。根据电涡流检测原理与LC自由谐振原理设计了脉冲激振电涡流传感器以及检测电路。以位移检测为例，通过对涡流检测中的趋肤效应和涡流穿透深度的分析选择铁质平板作为被测试件，同时设计了精度为0.01mm的定标台。以检测电路与定标台为核心组建脉冲激振电涡流实验检测系统。用信号采集器采集脉冲激振响应信号并通过多次采样叠加平均和小波去噪的方法对信号进行预处理。对响应电压信号进行分析，提出了四种特征量提取方法并用插值法求取各特征量所对应测量位移值，通过比较测量误差和均方差等证实四种方法的计算精度均较高，且积分差值法的精度最高。从计算速度上比较了四种方法，结果表明积分差值法的计算速度较快。对传感器的性能做了研究，结果显示在一定范围内，传感器的测量线性度会随着传感器线圈外径的增大而变好。
　　论文最后对整个的研究工作进行了总结，并对进一步的研究工作提出了展望。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 电涡流检测技术概述

1．2 脉冲涡流检测技术的研究现状及发展前景

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．2．3 发展前景

1．3 课题研究的目的和意义

1．4 论文的主要研究工作和章节安排

1．4．1 论文的主要工作内容

1．4．2 论文的章节安排

1．5 本章小结

2 脉冲激振电涡流检测技术原理

2．1 电涡流检测理论基础

2．1．1 电磁场理论

2．1．2 电涡流效应

2．2 LC谐振器

2．2．1 LC并联谐振回路

2．2．2 LC自由谐振

2．2．3 LC谐振器等效系统

2．3 脉冲激振法检测原理

2．4 本章小结

3 脉冲激振电涡流检测实验系统的设计

3．1 实验检测系统概述

3．2 实验检测电路的设计

3．2．1 开关电路元器件的选择

3．2．2 传感器的设计

3．2 被测试件设计

3．2．1 趋服效应

3．2．2 穿透深度

3．3 实验检测定标台的设计

3．4 实验检测系统的组建

3．5 本章小结

4 位移检测信号的采集与处理分析

4．1 位移检测信号的采集

4．2 激振响应信号预处理

4．3 特征量提取

4．3．1 峰值拟合法

4．3．2 峰值累加法

4．3．3 零位差值法

4．3．4 积分差值法

4．4 本章小结

5 实验结果分析

5．1 插值法的概念与应用

5．2 各特征量提取方法比较

5．3 不同规格传感器特性比较

5．4 本章小结

6 总结与展望

6．1 本文的主要工作总结

6．2 展望

致谢

参考文献

在校期间发表的论文和专利等情况