基于AMR傳感器鐵磁性材料裂紋定量化研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-13 04:44
無損檢測是工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)檢的重要環(huán)節(jié),決定了一個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量。已廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中的無損檢測很多,按照檢測原理的不同包括漏磁檢測方法、磁粉檢測方法及超聲波檢測方法,其中漏磁檢測方法應(yīng)用最為廣泛、技術(shù)最為成熟,尤其大量應(yīng)用于以鋼鐵為代表的金屬型材檢測中,具有方案簡單、成本低廉、速度快、準(zhǔn)確率高的特點(diǎn),且具有優(yōu)良的環(huán)境適應(yīng)性,可應(yīng)用于各種不同環(huán)境下的缺陷檢測。本文圍繞漏磁檢測開展系列研究,在研究漏磁檢測原理的基礎(chǔ)上,針對(duì)實(shí)際需求設(shè)計(jì)了一套漏磁檢測裝置,可實(shí)現(xiàn)金屬裂紋尺寸的定量檢測與裂紋參數(shù)的精確預(yù)測,總結(jié)來說,主要研究內(nèi)容如下:首先研究了國內(nèi)外針對(duì)漏磁檢測技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀,對(duì)該技術(shù)形成了直觀認(rèn)知,并針對(duì)無損檢測的發(fā)展趨勢進(jìn)行了概括與預(yù)判,為進(jìn)一步開展設(shè)計(jì)工作奠定基礎(chǔ)。其次研究了漏磁檢測技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)與檢測原理,基于磁偶極子模擬方法研究了矩形裂紋與漏磁場之間的變化規(guī)律,明確了影響漏磁大小的核心要素。針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中的金屬缺陷檢測需求,設(shè)計(jì)并研發(fā)了一套基于AMR傳感器的漏磁檢測系統(tǒng),完成了系統(tǒng)集成與測試。隨后在前文設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)原理,提出一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的缺陷識(shí)別系統(tǒng),本系...
【文章來源】:蘇州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1磁通量計(jì)算示意圖??
試件后繼續(xù)向前通過,迫使部分磁感應(yīng)線從缺陷外磁導(dǎo)率較低的??空氣環(huán)境中繞過,形成磁感應(yīng)線的壓縮,從而導(dǎo)致磁感應(yīng)線的變形。??然而,接近被測工件的缺陷處被測件本身可以容納的磁感應(yīng)數(shù)量具有一個(gè)上限值,??同時(shí)根據(jù)各向同性磁感應(yīng)線的磁場是排斥的,因此磁感應(yīng)線的一部分繼續(xù)通過不連續(xù)??的部分沿工件前行,另一部分只能被迫沿工件周圍磁導(dǎo)率較低的空間環(huán)境中繼續(xù)前行,??這部分磁感線往前的過程又從試件表面空氣環(huán)境遵循磁場折射定律,返回到高磁導(dǎo)率??的工件中,這樣就在裂紋缺陷的周圍形成了一個(gè)漏磁磁常如圖2-2是不連續(xù)性部位??的漏磁場分布圖。??1?2?3?4?5?6??s?:?N??1漏磁場2裂紋3內(nèi)部氣孔4近表面氣孔5磁力線6工件??圖2-2不連續(xù)性部位的漏磁場分布圖??11??
第二章漏磁檢測基礎(chǔ)研究?基于AMR傳感器鐵磁性材料裂紋定量化研宄??通過磁阻傳感器元件識(shí)別出被測材料表面溢出的漏磁場,將其轉(zhuǎn)化成易處理的電??壓信號(hào),便可實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷檢測。該漏磁場信號(hào)與裂紋的位置、形狀、幾何尺寸有關(guān),??存在復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系。漏磁檢測原理圖2-3如下所示:??磁感線?鐵磁性材料磁感線?鐵磁性材料??N?s?N?磁阻元件?s漏磁場??勵(lì)磁裝置?勵(lì)磁裝置??圖2-3漏磁檢測原理圖??被測試件缺陷處漏磁磁場一般由磁場水平分量Bx和磁場垂直分量By兩個(gè)方向??上的分量組成。水平分量Bx通常是指與被測試件表面平行的磁場信號(hào)分量,垂直分??量By通常是指與被測試件表面垂直的磁場信號(hào)分量。假定一個(gè)被測試件的裂紋缺陷??形狀呈矩形,那么漏磁場水平分量在矩形裂紋缺陷中心位置存在最大值而且呈現(xiàn)左右??對(duì)稱的形式;漏磁場垂直分量是關(guān)于被測試件矩形裂紋缺陷的中心對(duì)稱在矩形裂紋缺??陷的中心處為0,在缺陷的左邊緣達(dá)到正的最大值,在裂紋缺陷的右邊緣達(dá)到負(fù)的最??大值。圖2-4是缺陷磁場分布圖。??——」卜?|l/??(a)水平分量?(b)垂直分量?(c)合成的漏磁場??圖2-4裂紋缺陷磁場分布圖??(1)利用漏磁檢測軟件系統(tǒng),自動(dòng)采集接收缺陷信號(hào),并能夠判斷缺陷的存在情??況,操作智能便捷。??(2)檢測結(jié)果真實(shí)可靠。傳感器采集的信號(hào),可以直接進(jìn)入檢測處理系統(tǒng)。??(3)實(shí)現(xiàn)缺陷參數(shù)的量化檢測。采用漏磁無損檢測技術(shù)不僅能檢測出機(jī)械零部件??裂紋缺陷的位置,還能夠?qū)α鸭y缺陷尺寸參數(shù)的定量化判定,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械零部件裂??12??
本文編號(hào):2913919
【文章來源】:蘇州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1磁通量計(jì)算示意圖??
試件后繼續(xù)向前通過,迫使部分磁感應(yīng)線從缺陷外磁導(dǎo)率較低的??空氣環(huán)境中繞過,形成磁感應(yīng)線的壓縮,從而導(dǎo)致磁感應(yīng)線的變形。??然而,接近被測工件的缺陷處被測件本身可以容納的磁感應(yīng)數(shù)量具有一個(gè)上限值,??同時(shí)根據(jù)各向同性磁感應(yīng)線的磁場是排斥的,因此磁感應(yīng)線的一部分繼續(xù)通過不連續(xù)??的部分沿工件前行,另一部分只能被迫沿工件周圍磁導(dǎo)率較低的空間環(huán)境中繼續(xù)前行,??這部分磁感線往前的過程又從試件表面空氣環(huán)境遵循磁場折射定律,返回到高磁導(dǎo)率??的工件中,這樣就在裂紋缺陷的周圍形成了一個(gè)漏磁磁常如圖2-2是不連續(xù)性部位??的漏磁場分布圖。??1?2?3?4?5?6??s?:?N??1漏磁場2裂紋3內(nèi)部氣孔4近表面氣孔5磁力線6工件??圖2-2不連續(xù)性部位的漏磁場分布圖??11??
第二章漏磁檢測基礎(chǔ)研究?基于AMR傳感器鐵磁性材料裂紋定量化研宄??通過磁阻傳感器元件識(shí)別出被測材料表面溢出的漏磁場,將其轉(zhuǎn)化成易處理的電??壓信號(hào),便可實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷檢測。該漏磁場信號(hào)與裂紋的位置、形狀、幾何尺寸有關(guān),??存在復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系。漏磁檢測原理圖2-3如下所示:??磁感線?鐵磁性材料磁感線?鐵磁性材料??N?s?N?磁阻元件?s漏磁場??勵(lì)磁裝置?勵(lì)磁裝置??圖2-3漏磁檢測原理圖??被測試件缺陷處漏磁磁場一般由磁場水平分量Bx和磁場垂直分量By兩個(gè)方向??上的分量組成。水平分量Bx通常是指與被測試件表面平行的磁場信號(hào)分量,垂直分??量By通常是指與被測試件表面垂直的磁場信號(hào)分量。假定一個(gè)被測試件的裂紋缺陷??形狀呈矩形,那么漏磁場水平分量在矩形裂紋缺陷中心位置存在最大值而且呈現(xiàn)左右??對(duì)稱的形式;漏磁場垂直分量是關(guān)于被測試件矩形裂紋缺陷的中心對(duì)稱在矩形裂紋缺??陷的中心處為0,在缺陷的左邊緣達(dá)到正的最大值,在裂紋缺陷的右邊緣達(dá)到負(fù)的最??大值。圖2-4是缺陷磁場分布圖。??——」卜?|l/??(a)水平分量?(b)垂直分量?(c)合成的漏磁場??圖2-4裂紋缺陷磁場分布圖??(1)利用漏磁檢測軟件系統(tǒng),自動(dòng)采集接收缺陷信號(hào),并能夠判斷缺陷的存在情??況,操作智能便捷。??(2)檢測結(jié)果真實(shí)可靠。傳感器采集的信號(hào),可以直接進(jìn)入檢測處理系統(tǒng)。??(3)實(shí)現(xiàn)缺陷參數(shù)的量化檢測。采用漏磁無損檢測技術(shù)不僅能檢測出機(jī)械零部件??裂紋缺陷的位置,還能夠?qū)α鸭y缺陷尺寸參數(shù)的定量化判定,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械零部件裂??12??
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