钢管表面缺陷自动检测方法的研究

论文摘要

随着工业的不断发展,对产品的质量要求也不断的提高,钢管在国民经济中占有着重要的地位,为了提高管材产品的质量、降低劳动强度、减少工业应用事故,就要对管材进行无损检测。无损检测是利用材料的某些物理量由于有缺陷而发生变化,测量其变化量,从而判断材料内部是否存在缺陷。无损检测是工业生产中实现质量控制、节约原材料、改进工艺和提高劳动生产率的重要手段,也是设备安全运行的重要监测手段。漏磁检测能对铁磁性材料提供快捷而相对廉价的检测。漏磁法因其对表面状态要求不高,检出深度也较大,而且可以发现材料内的多种不连续性,因而在许多工业领域中得到应用,是应用最广泛的无损检测技术之一。本论文的主要研究工作有：第一章：主要介绍了无损检测的发展现状以及常见的无损检测方法；第二章：在介绍了漏磁检测的基本原理的基础上,研究了磁偶极子法对工件表面点状,裂纹等缺陷的漏磁场分析,针对以往磁偶极子理论只能处理无限长缺陷的情况,对磁偶极子理论进行了研究并分析了常见三种类型缺陷,得到了缺陷漏磁场的三维解析解；第三章：在分析了各种不同的磁化方式的优缺点基础之上选择了永磁体作为励磁源。选择了灵敏度较高、线性度较好的集成霍尔元件（CS3503）作为检测传感器,最后设计出结构简单、成本低廉、易于加工,可有效磁化管料的磁化装置；第四章：介绍了数据采集系统的设计。用研华生产的（PCI-1711）数据采集卡进行数据采集,应用Visual Basic 6.0进行数据采集软件的编制,开发出了一套易于操作、界面友好的人机交互系统；第五章：基于本论文设计的漏磁检测系统对工件上的缺陷做了大量试验,分析了缺陷深度、宽度,以提离值对漏磁信号的影响。得出了漏磁信号与缺陷参数之间的关系曲线。还分析了一些其他因素对漏磁信号的影响,第六章为结论与展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.2 钢管表面缺陷自动检测系统的研究现状
• 1.2.1 钢管自动检测系统的应用现状
• 1.2.2 钢管无损检测方法及特点
• 1.3 论文的主要工作
• 第2章 漏磁检测理论研究
• 2.1 引言
• 2.2 漏磁检测现状
• 2.2.1 漏磁检测的理论现状
• 2.2.2 漏磁检测的应用现状
• 2.2.3 漏磁检测需要深入的工作
• 2.3 漏磁检测物理基础
• 2.3.1 磁感应线的折射现象
• 2.3.2 漏磁检测原理
• 2.4 电磁学的漏磁检测理论分析
• 2.4.1 电磁学计算理论
• 2.4.2 铁磁性材料磁化过程研究
• 2.5 基于解析分析的漏磁检测理论模型研究
• 2.5.1 磁偶极子理论模型研究
• 2.5.2 应用解析法分析缺陷漏磁场的分布
• 2.6 本章小结
• 第3章 漏磁检测系统设计
• 3.1 引言
• 3.2 漏磁检测系统总体设计
• 3.3 钢管检测中的磁化技术
• 3.3.1 漏磁检测磁化方式的选择
• 3.3.2 永磁体的选择
• 3.3.3 磁场磁感应强度的解析计算
• 3.4 磁传感器的选择
• 3.4.1 各种传感器的比较
• 3.4.2 霍尔元件简介
• 3.5 磁路及磁化装置的设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 信号采集系统简介
• 4.1 引言
• 4.2 信号采集系统关键技术
• 4.2.1 数据采集卡简介
• 4.2.2 Visual Basic 6.0程序设计技术
• 4.3 系统软件设计
• 4.3.1 软件界面设计
• 4.3.2 软件功能简介及使用方法
• 4.4 主程序简介
• 4.5 本章小结
• 第5章 实验研究漏磁信号的影响因素
• 5.1 引言
• 5.2 漏磁信号的影响因素
• 5.2.1 缺陷宽度对漏磁信号的影响
• 5.2.2 缺陷深度对漏磁信号的影响
• 5.2.3 提离值对缺陷信号的影响
• 5.3 其他因素对漏磁信号的影响
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望及对今后工作的建议
• 参考文献
• 致谢