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中冷器铝管高频焊在线涡流探伤系统软件设计

作　者: 庞远
导　师: 周好斌
学　校: 西安石油大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 高频焊 铝管 涡流探伤 系统软件
分类号: TH878
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


高频铝焊管在流体输送、建筑构件和集装箱制造等领域具有广泛的用途。根据中冷器用铝焊管的技术要求，焊缝不得有裂纹、未熔合等缺陷，表面不得有超标的划痕、压伤等缺陷。因此，焊管质量仅靠人工事后检验是很难保证的，为了更好地控制焊接质量，及时的检测出焊接过程中出现的问题以及缺陷等，那么就必须选择一种先进的技术手段对焊接过程进行实时监测及控制，从而保证产品质量。论文从第二章开始，系统阐述了涡流产生的原理以及涡流的特性，在此基础上运用等效电路分析的方法揭示了涡流探伤的实质是对涡流线圈阻抗变化量的测量，并且分析了引起涡流线圈阻抗变化的多种因素；第三章对涡流线圈阻抗变化量的测量原理以及缺陷信号的分析与处理技术进行了阐述，并对Cabor变换、短时傅里叶变换、魏格纳分布等算法进行了分析对比，重点对基于小波变换的信号去噪研究理论进行了阐述；第四章对涡流探伤仪的基本结构进行了介绍，论述了系统硬件和软件设计，在硬件设计中，主要论述了涡流探伤仪数据采集单元、连接单元以及探头控制单元的设计。在软件设计中，主要论述了单片机控制程序和计算机控制程序的设计思想，并重点对信号分析和处理的过程进行了仿真。论文最后对涡流探伤仪未来的发展方向进行了展望，提出可以采取复合探伤技术和网络数据管理。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-12
  1.1 背景介绍  7-8
    1.1.1 射线检测技术  7
    1.1.2 超声波检测技术  7-8
    1.1.3 涡流探伤  8
  1.2 涡流检测的历史与发展  8-10
    1.2.1 涡流检测的发展背景  8
    1.2.2 涡流检测的特点  8-9
    1.2.3 国内外研究现状  9-10
  1.3 涡流探伤系统软件的基本结构  10-12
第二章 涡流检测技术的应用——涡流探伤  12-23
  2.1 概述  12
  2.2 涡流探伤的基本原理  12-15
    2.2.1 电磁感应现象  12-13
    2.2.2 涡流及其集肤效应  13-15
    2.2.3 边缘效应  15
    2.2.4 提离效应  15
  2.3 涡流线圈阻抗分析  15-20
    2.3.1 线圈的阻抗  16-18
    2.3.2 阻抗归一化  18
    2.3.3 有效磁导率和特征频率  18-20
  2.4 涡流探伤仪的基本组成及工作原理  20-23
    2.4.1 基本组成  20-22
    2.4.2 工作原理  22-23
第三章 涡流探伤信号的分析与处理技术  23-38
  3.1 信号分析与处理概述  23
  3.2 焊缝缺陷性质的估判与信号识别  23-24
  3.3 涡流信号的形成  24-25
  3.4 探伤信号的处理  25-27
    3.4.1 干扰信号的抑制技术  25-26
    3.4.2 线圈阻抗信息的处理与分析  26-27
  3.5 信号分析算法的选用  27-31
    3.5.1 Gabor 变换  27
    3.5.2 短时傅里叶变换  27-28
    3.5.3 魏格纳分布  28
    3.5.4 小波变换  28-29
    3.5.5 经验模态分解（EMD）方法  29-31
  3.6 基于小波变换的信号去噪研究  31-38
    3.6.1 一维连续小波变换  31-33
    3.6.2 高维连续小波变换  33-34
    3.6.3 离散小波变换  34-35
    3.6.4 小波去噪原理分析  35-36
    3.6.5 小波去噪阈值的初步选取与量化  36-38
第四章 涡流探伤方案设计  38-62
  4.1 系统组成及各部分的功能  38-39
  4.2 涡流探伤系统硬件设计  39-45
    4.2.1 下位机单片机子系统之数据采集与 A/D 转换  39-42
    4.2.2 下位机单片机子系统之与 PC 机的连接  42-44
    4.2.3 单片机控制步进电动机  44-45
  4.3 涡流探伤系统软件设计  45-48
    4.3.1 单片机控制 ADC0804 程序  45-46
    4.3.2 步进电动机的单片机控制程序  46-47
    4.3.3 单片机与 PC 机的通信程序设计  47-48
  4.4 计算机控制系统软件  48-52
    4.4.1 系统参数设定  49-50
    4.4.2 铝管检测  50-52
  4.5 基于 matlab 与小波变换的信号去噪仿真  52-62
    4.5.1 小波消噪的 MATLAB 实现  52-53
    4.5.2 小波去噪函数集合  53-54
    4.5.3 小波去噪验证仿真  54-62
第五章 结论与展望  62-64
  5.1 结论与体会  62
  5.2 铝管涡流探伤仪的技术展望  62-64
    5.2.1 涡流表面波复合探伤技术  62-63
    5.2.2 探伤数据的管理  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-67
攻读硕士学位期间发表的论文  67-68
详细摘要  68-78

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 仪器、仪表 > 材料试验机与试验仪器 > 无损探伤仪器
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