發(fā)布時(shí)間：2020-07-22 16:32

【摘要】：隨著我國(guó)工業(yè)快速發(fā)展,金屬材料的使用量快速增加,各種類型和規(guī)格的金屬材料被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中,如建筑業(yè)、汽車制造業(yè)和航空航天業(yè)等。在金屬材料的大量使用過程中,如果所用的金屬材料存在缺陷,必然會(huì)存在安全隱患,嚴(yán)重的甚至?xí)斐尚袠I(yè)事故,對(duì)金屬材料缺陷進(jìn)行有效檢測(cè)就成為關(guān)鍵問題。在對(duì)金屬缺陷檢測(cè)時(shí),通常采用由一個(gè)或兩個(gè)傳感器構(gòu)成的檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行逐點(diǎn)掃描檢測(cè),耗時(shí)較長(zhǎng)且檢測(cè)結(jié)果存在誤差。通過增加傳感器數(shù)量能夠提高檢測(cè)精度,但檢測(cè)結(jié)果仍較抽象且只能反映金屬缺陷的部分特征信息。形象直觀的檢測(cè)結(jié)果有助于提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性,可視化檢測(cè)成為金屬缺陷檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的新方向之一。電磁層析成像(Electromagnetic Tomography,EMT)技術(shù)作為一種基于電磁原理的可視化無損檢測(cè)技術(shù),具有檢測(cè)速度快、靈敏度高、無接觸和檢測(cè)可視化的優(yōu)點(diǎn)。本文提出了一種基于電磁層析成像技術(shù)的金屬缺陷檢測(cè)新方法,用自主設(shè)計(jì)的EMT金屬缺陷檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)鋁板缺陷進(jìn)行了檢測(cè)。本論文中主要做了以下幾方面工作:1.為更好地對(duì)金屬缺陷進(jìn)行檢測(cè),本文中設(shè)計(jì)了新款平面陣列電磁傳感器。該新型傳感器由9個(gè)線圈構(gòu)成,線圈按照3×3矩陣形式排列,并且所有線圈固定在一個(gè)方形非導(dǎo)磁塑料盤上,線圈間互相平行,有助于增強(qiáng)互感。2.在對(duì)有缺陷的鋁板進(jìn)行檢測(cè)時(shí),采用了基于電磁層析成像技術(shù)的金屬缺陷檢測(cè)新方法。與傳統(tǒng)的掃描式檢測(cè)方法相比,新方法能夠得到關(guān)于金屬缺陷的重建圖像,重建圖像能形象直觀地反映出金屬缺陷的位置、形狀和尺寸信息。新檢測(cè)方法在重建金屬缺陷圖像時(shí)需要對(duì)逆問題進(jìn)行求解。在求解時(shí)利用l1正則化建立模型并用SplitBregman算法求解得到了重建圖像,與利用l2正則化建立模型用共軛梯度算法求解得到的重建圖像相比,圖像的邊緣性得到了有效保持,更適合金屬缺陷圖像重建。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明,基于電磁層析成像技術(shù)的金屬缺陷檢測(cè)方法更加適用于金屬缺陷檢測(cè)。3.本文利用LabVIEW軟件設(shè)計(jì)了 EMT金屬缺陷檢測(cè)系統(tǒng)中的軟件部分,該部分主要包括五個(gè)模塊:通信接口模塊、數(shù)據(jù)采集處理模塊、有限元剖分模塊、成像算法應(yīng)用模塊和圖像重建結(jié)果顯示模塊。軟件部分能夠直觀展示金屬缺陷的重建圖像。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG115.284;TP212
【圖文】：

激勵(lì)測(cè)量策略逡逑ＥＭＴ成像檢測(cè)系統(tǒng)中的傳感器由９個(gè)銅質(zhì)線圈。為能夠得到更多用于缺陷成像的檢測(cè)數(shù)據(jù)，的是循環(huán)激勵(lì)循環(huán)測(cè)量的方式。即在檢測(cè)時(shí)首再依次測(cè)量得到其余的作為檢測(cè)線圈上的感應(yīng)設(shè)定好的順序選擇下一個(gè)線圈作為激勵(lì)線圈再線圈上的感應(yīng)電壓值，依次循環(huán)該過程直到傳勵(lì)線圈并得到最終的檢測(cè)數(shù)據(jù)。具體的激勵(lì)測(cè)表３－１傳感器線圈循環(huán)激勵(lì)測(cè)量策略激勵(lì)線圈編號(hào)邐測(cè)量線圈編號(hào)逡逑１邐２、邐３、邐４、邐５、邐６２邐３、邐４、邐５、邐６、邐７３邐４、邐５、邐６、邐７、邐８

第三章基于平面陣列電磁傳感器金屬缺陷檢測(cè)新方法測(cè)仿真實(shí)驗(yàn)逡逑模型逡逑金屬缺陷檢測(cè)方法在對(duì)金屬缺陷檢測(cè)時(shí)的圖像證，設(shè)計(jì)了如圖３－２所示的傳感器仿真模型。ｈｙｓｉｃｓ軟件，該軟件能夠有效滿足仿真驗(yàn)證中的感器仿真模型中的９個(gè)線圈按照３ｘ３矩陣形參數(shù)與３．１．１節(jié)中真實(shí)線圈的參數(shù)設(shè)置相一致�？勺鳛闄z測(cè)線圈。當(dāng)其中一個(gè)線圈作為激勵(lì)線圈。在仿真驗(yàn)證過程中向線圈中施加的是２０Ｖｐｐ，邋３屬缺陷檢測(cè)時(shí)，將傳感器置于缺陷上方。傳感器到８ｘ９個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)。逡逑

邐（３－１９）逡逑分別使用傳統(tǒng)掃描式檢測(cè)方法和ＥＭＴ成像檢測(cè)方法得到了金屬缺陷重建圖逡逑像，圖像中缺陷的具體位置、形狀和尺寸如圖３－３所示。逡逑W°逡逑０．５逡逑ＩｑｑｑＩ邋ｍｍ邋ｍＭ邋ｉ逡逑■ｆｉ邋Ｋ９邋ＭＢ逡逑圖３－３不同位置處一個(gè)缺陷重建結(jié)果逡逑圖３－３中第一列代表傳感器對(duì)金屬缺陷檢測(cè)的仿真模型，深灰色小圓代表金逡逑２６逡逑

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本文編號(hào)：2766067