基于初始磁导率的铁氧体工件裂纹检测

摘要

铁氧体缺陷裂纹严重影响其电气性能,传统人工检测方法已经难以满足产品的检测需求。本文提出了一种基于初始磁导率的铁氧体裂纹检测新方法,建立检测模型,设计检测工况,使之能够在微小激励下获得准确的输出响应;针对微弱裂纹脉冲常被干扰淹没,设计双探头传感器,结合双脉冲信号自相关函数的独有特性,综合多个特征进行裂纹辨识。实验数据证明,多特征辨识方法能够准确有效定性区分被检测对象是否存在裂纹。
　　本文的主要研究内容有:
　　1.检测模型建立。根据磁学的欧姆定律和麦克斯韦第二方程推导得出磁导率与检测电压之间的关系。
　　2.传感器探头设计。依据磁路分析,探头磁芯材料的初始磁导率越大,探头磁回路越短,探头磁路截面积越大,探头磁芯涡流效应越小,检测灵敏度越高。为应对不同工况的零部件的检测,设计了不同尺寸的探头,以及偶式探头传感器和差动式探头传感器;
　　3.信号采集与处理。设计了基于自相关分析的信号分析方法,该方法将采样信号特征归纳于一个四维数组中。通过四个特征的综合辨识,实现了10μm左右的裂纹辨识能力;
　　4.应用与推广。基于初始磁导率的铁氧体工件缺陷检测方法,不仅能高精度地检测出细小缺陷,在其他材料的缺陷检测和材质检测上也能有效应用。
　　本文研究的基于初始磁导率的缺陷检测方法经过大量实验和现场使用表面:该技术可以应用于多种材料的检测,检测精度不低于20μm,其自动化检测大大提高了检测的效率和可靠性。

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附表清单

1 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要研究内容

2 基于初始磁导率的裂纹检测原理及模型的建立

2.1 磁导率检测模型

2.2 初始磁导率检测工况

2.3 本章小结

3 传感器设计与分析

3.1 差动式传感器设计

3.2 偶式传感器设计

3.3传感器制作

3.4 本章小结

4 信号采集系统

4.1 微处理器模块

4.2 信号发生系统

4.3 信号调理

4.4 串口通讯模块

4.5 扫描电机的运动控制

4.6 JTAG与ISP接口

4.7 本章小结

5 实验与数据分析

5.1试样的制作

5.2平台的搭建

5.3偶式传感器的多特征裂纹辨识

5.4 本章小结

6 技术应用

6.1 铁氧体材料缺陷检测

6.2 球墨铸铁是否球化检测

6.3 本章小结

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

附录A

附录B

作者简历