開題報告答辯稿

1、開題報告答辯稿 親愛的老師，大家好，今天我為大家介紹的開題報告題目是管道金屬異物測量。本次報告分為以下四個部分。課題來源及意義，國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，研究目標內(nèi)容及方法，最后是進度安排。接下來我將為大家介紹第一部分內(nèi)容，首先，映入大家眼簾的是這樣一個報廢掉的的汽車輸油系統(tǒng)的圖片，旁邊的金屬片已經(jīng)幾乎被腐蝕掉。那么，在它身上發(fā)生了什么，接下來就讓我?guī)е蠹乙黄饋硪惶骄烤?。發(fā)動機、內(nèi)燃機等機械設(shè)備大都運行在比較復雜的環(huán)境下，由于密封條件有限或者長期的磨損，比較容易在機械內(nèi)部形成金屬雜質(zhì)，而且燃油本身含有雜質(zhì)。這些雜質(zhì)一方面進入到輸油流通管道容易造成通道的阻塞，另一方面也會加速發(fā)動機、內(nèi)燃機等機械設(shè)備的磨

2、損，存在巨大的安全隱患。所以如果不能及時發(fā)現(xiàn)處理，一旦發(fā)生事故，會給人們的生命財產(chǎn)安全造成重大的影響。電磁無損檢測是建立在電磁感應原理之上的一種無損檢測技術(shù)，是利用材料在電磁場作用下，呈現(xiàn)出電學或磁學性質(zhì)的變化，判斷材料內(nèi)部組織及有關(guān)性能的一種方法。渦流檢測是無損檢測領(lǐng)域的五大常規(guī)方法之一。它的原理如下如圖所示，給線圈以交流信號進行激勵，根據(jù)電磁感應原理，穿過金屬塊中若干個同心圓截面的磁通量將會發(fā)生變化，因而會在導體內(nèi)引發(fā)電渦流；渦流同時又會產(chǎn)生交變磁場，方向與激勵線圈相反，該磁場隨著交流電流上升而擴張，隨著交流電流減小而消隱。因此當導體表面或近表面出現(xiàn)缺陷或測量金屬材料的一些性質(zhì)發(fā)生變化時，

3、將影響到渦流的強度和分布，從而我們就可以通過檢測渦流的變化情況，進而可以間接的知道導體內(nèi)部缺陷的存在及金屬性能是否發(fā)生了變化。若把金屬導體形象的看作是一個短路線圈，它與傳感器線圈有磁耦合，于是就可以得到如右圖所示的等效電路圖。相比于其他無損檢測技術(shù)，渦流檢測具有以下六大大優(yōu)勢：1測量范圍大：脈沖渦流可透過任意非導電層對金屬工件進行測厚。非導電層的厚度最大可達200mm , 可檢測的鋼管厚度最大可達30mm。2靈敏度高：渦流信號的響應時間極短, 只需激勵信號的幾個周期, 高頻時主要由信號處理系統(tǒng)的響應時間決定。3結(jié)構(gòu)簡單：例如許金屬板材需要檢測時, 常規(guī)的精細掃描需要一套昂貴的二維機械掃描驅(qū)動系

4、統(tǒng)，而用陣列渦流檢測探頭，手動操作或簡單的直線驅(qū)動裝置即可實現(xiàn), 而且效率提高許多倍。4抗干擾能力強：陣列渦流探頭能采用多頻和混頻的方法調(diào)節(jié)滲透深度,抑制干擾, 提高信噪比。5渦流探測是不需要和檢測的工業(yè)部件接觸的，所以具有非接觸測量的優(yōu)點。6此外，在渦流檢測過程中不會有污染產(chǎn)生。由于以上優(yōu)點，渦流檢測被廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)和科學研究的各個領(lǐng)域。因此本次設(shè)計以渦流檢測原理為基礎(chǔ)進行管道金屬異物的檢測電路設(shè)計。第二部分，國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀渦流檢測儀主要由信號激勵電路，信號檢測電路，放大器，信號處理電路以及顯示器組成。渦流檢測儀器第一代產(chǎn)品是以分立元件為基礎(chǔ)，采用簡單諧振方式的一維顯示模擬儀器，只有一種

5、檢測儀器；第二代產(chǎn)品是以阻抗平面分析法為基礎(chǔ)，部分采用集成電路技術(shù)的二維顯示模擬檢測儀器，檢測時可以選用不同的激勵頻率以適應不同檢測材料的要求；第三代產(chǎn)品是多頻渦流儀器，檢測時對探頭同時施加兩個以上不同的檢測頻率，利用不同頻率下被檢測金屬材料反射阻抗不同的原理，提高了對材料特性或缺陷的檢測能力，并可以通過混頻處理抑制干擾信號。 第四代產(chǎn)品十一計算機為基礎(chǔ)的智能化數(shù)字化產(chǎn)品，其特點是能夠大大簡化操作，提高檢測效率和數(shù)據(jù)處理能力，并具備頻譜分析、渦流成像等功能；第五代產(chǎn)品是DSP技術(shù)、陣列技術(shù)、多通道技術(shù)、通信傳輸技術(shù)及其它無損檢測技術(shù)融合為一體的多功能儀器。如圖所示的SMART-5097 智能多

6、頻/陣列渦流探傷儀是國內(nèi)首臺多頻多通道陣列渦流檢測儀, 該儀器具有2 個獨立檢測頻率和8 個獨立檢測通道, 可分別連接8 個不同規(guī)格的常規(guī)探頭或陣列探頭。可用于曲軸、起落架、螺旋槳葉片等形狀復雜、表面曲率變化大的各種大型金屬工件的快速檢測。第三部分，研究目標內(nèi)容及方法 AD5933是一個具有I2C接口的高精度集成式阻抗測量芯片，可用于測量互感，本次設(shè)計的目標就是基于該芯片開發(fā)一套可用于微小金屬異物檢測的測量電路，能夠在線檢測管道內(nèi)出現(xiàn)的微小金屬屑。 研究內(nèi)容分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩個部分 硬件設(shè)計部分包括設(shè)計制作可用于差分檢測的電磁傳感器和Arduino +AD5933的互感測量電路及控制電路。 軟件設(shè)計部分就是設(shè)計Arduino +AD5933程序，使其能夠通過LCD顯示或RS-232接口傳輸測量數(shù)據(jù)。 研究方法1查閱相關(guān)文獻，了解電磁無損檢測的原理，進行激勵/檢測線圈設(shè)計、制作；2掌握PSPICE電路分析軟件的使用，對渦流測量電路的靜態(tài)及瞬態(tài)特性分析、噪聲分析，研究提高渦流檢測電路測量精度的方法。3學習C語言進行編程及I/O使用，包括I2C/SPI、LCD和RS-232接口等；4掌握AD5933芯片的工作原理，進行外圍電路設(shè)計。5使用Arduino