【正文】 管作用，將滲透液滲入固體材料表面開口缺陷處，再通過顯像劑將滲入的滲透劑吸出到表面顯示缺陷的存在。成本較低，工作效率較高，但對檢測操作人員有相當高的要求，檢測結(jié)果的準確與否，取決于檢測人員的水平。超聲檢測超聲波在被檢測材料中傳播時，材料的聲學特性和內(nèi)部組織的變化對超聲波的傳播產(chǎn)生一定的影響，通過對超聲波受影響程度和狀況的探測了解材料性能和結(jié)構(gòu)變化的技術(shù)稱為超聲檢測。射線主要檢測工件內(nèi)部的體積型缺陷，比如孔、渣等，對平行于射線照射方向的有一定寬度的裂紋也可檢出。這種檢測方法的優(yōu)點是對工件形狀無特殊要求，靈敏度高、速度快、能直接觀察、操作方便，成本較低；缺點是不能檢驗非鐵磁性材料、不能發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷、不能測定缺陷的深度，并且需要專門的磁化設(shè)備。這五種方法在不同時期都發(fā)揮了重要的作用，但在檢測對象、適用范圍、檢測效果以及經(jīng)濟性等方面又各具特點[2]。運用無損檢測技術(shù)對產(chǎn)品進行質(zhì)量檢測，可以極大地降低成本、確保質(zhì)量、提高壽命。這些對于車輛的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要，但目前我國僅靠人工來巡視，這些設(shè)施都工作在野外，表面大都被油污、灰塵覆蓋，而現(xiàn)在又沒有相應的檢測儀器，很難發(fā)現(xiàn)缺陷所在。但對于疲勞裂紋和焊縫質(zhì)量等問題，我國還停留在定期人工目測階段，不能滿足發(fā)展要求，墮待解決。 signal prosessing內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）目 錄摘 要 IAbstract II第一章 緒 論 1 課題研究的背景及意義 1 無損檢測技術(shù) 1 渦流檢測技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 5 5 7第二章 渦流檢測理論基礎(chǔ) 8 8 9 10 10 12 1滲透深度 13[12] 14 17 17第三章 探頭的設(shè)計與制作 18 18 性能研究 23 23 24 24 25 26[21] 26 28 32第四章 渦流檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計 33 33 34 36 36 37 38 38 40 41 42 43 43 43 44第五章 渦流檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計 46 46 47 48 48 49 51 51 52 53 55 56第六章 總結(jié) 58參 考 文 獻 59附 錄 61致 謝 66內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）第一章 緒 論 課題研究的背景及意義隨著鐵路技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，我國已逐漸告別人工扳道的歷史，轉(zhuǎn)轍機的使用實現(xiàn)了道岔轉(zhuǎn)換的集中控制，為列車的全自動化運行以及提速提供了可靠的保證。關(guān)鍵詞：無損檢測；渦流檢測；裂紋缺陷；數(shù)據(jù)采集；信號處理內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）the Design of Online Nondestructive Testing System of Complex Crosssection Heavy Rail——Turbulent flow nondestructive inspection partAbstractFirstly, several method of testing crack defect are put forward and pared. Considering of configuration and using characteristic crack, we get the result that the crack defect can be only detected by portable testing instrument. Secondly,the pinciple of eddy current test is on electromagnetic field theory,some important formulas are deduced. Impedance analytical method is presented,through which we analyze some factors that alter testing coil impedance’s value. Then,characteristic frequency of laid test coil is calculated, it is important to select the test frequency.As for the sensor design, a sensor with high performance is designed through modification based on some sensors with better performance. Various factors that influence the sensor performance are analyzed through experiment to optimize the size of coil. Finally used the orthogonal experiment design method, we designed the parameters with reasonable bination, and conpleted the design of sensor system.As for hardware design, in signal converter, in order to improve the sensitivity,the parameter of signal converter is gotten though math illation. Excitation circuit,signal converter circuit, single chip system, demonstration, and alarm part are all given partcular annlysis and design. As for software design, the software is modularized, and every module is designed, then each flow chart is given.Key words: nondestructive testing。并通過大量實驗分析確定了各因素對傳感器一些性能的影響，為探頭線圈尺寸提供了優(yōu)化。接著介紹了渦流檢測原理，基于電磁場理論推導了相關(guān)的重要公式。作者簽名： 日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）：理工類設(shè)計（論文）正文字數(shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等）。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。題 目：復雜斷面重軌在線無損檢測系統(tǒng)設(shè)計——渦流無損檢測部分70內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。闡述了阻抗分析法，并用其分析了影響檢測線圈阻抗變化的幾個因素。最后采用正交試驗設(shè)計方法選定了各參數(shù)的合理組合，完成了傳感器的總體設(shè)計。 eddy current testing。為了進一步滿足社會發(fā)展的要求，我們在不斷提高列車速度的同時更重要的是保證它的安全穩(wěn)定運行。疲勞裂紋：對于道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備的執(zhí)行部件，工作比較頻繁，執(zhí)行動作快，瞬時沖擊負荷大，且工作環(huán)境非常惡劣，因而容易產(chǎn)生疲勞應力，進而形成疲勞裂紋，當裂紋達到一定程度時，很容易造成部件的突然斷裂。因此，必須采用現(xiàn)代檢測技術(shù)，開發(fā)出便攜式探傷儀，以輔助人工檢查，提高工作效率，及時發(fā)現(xiàn)缺陷，排除隱患，做到防患于未然。它在機械、建筑、鐵道、石化等眾多領(lǐng)域有廣泛的應用，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。 磁粉檢測(MT)利用被測材料磁化后損傷會改變磁力線的分布情況，顯現(xiàn)出這些損傷。且試樣表面的不平和痕跡也會對磁力線的走向產(chǎn)生影響。要求工件不能太厚，以鐵為例，最好不要超過80毫米，其它材料可以根據(jù)其衰減系數(shù)相應的加厚或減薄。與射線法相比，超聲波法具有很多的優(yōu)點；首先它具有很強的穿透力，對于同種鋼材來講，超聲波大約是3m，而射線僅僅為50cm；其次，對于很小的傷痕也能夠準確地測出來并進行定位，同時，配以一些自動掃描裝置及微處理器計算機等設(shè)備，這項技術(shù)的應用則更為完善和豐富。要求工件表面較光潔。滲透檢測無需電源，缺陷性質(zhì)容易辨認，可檢測任何金屬和陶瓷材料的表面開口缺陷，但不能檢測內(nèi)部缺陷。常用于型材表面裂紋的檢測。（2）與射線法相比，射線法成本太高，且射線需要放射源，現(xiàn)場使用中存在輻射性物質(zhì)，對人體有一定的傷害，必須對檢測人員進行防護，使用不便。所以從以上分析，渦流法最適合于重軌設(shè)施表面裂紋的檢測。大多數(shù)的正向問題的數(shù)學模型(定解問題)有解且唯一，如果選擇合適的計算方法，一般情況下數(shù)值解是穩(wěn)定的，即正向問題是適定的。渦流法識別缺陷的檢測裝置包括場的發(fā)射、散射場的測量和數(shù)據(jù)處理三個部分。人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法在確定缺陷時無需建立數(shù)學模型，通過大量的實例學習來識別缺陷，是一種唯像處理方法，比用其它數(shù)值方法快得多，但對于事先沒有學習過的缺陷則是無能為力。傳感器(檢測探頭)技術(shù)研究。此時將傳感器定位并變頻測量以求得缺陷距表面的深度。測量參數(shù)的優(yōu)化技術(shù)：通過研究傳感器的磁場特征從而對傳感器結(jié)構(gòu)以及測量參數(shù)實現(xiàn)優(yōu)化，這也是渦流檢測的一個重要的研究方向。信號獲取和處理技術(shù)：信號的獲取及其處理決定了檢測設(shè)備的總體J險能，近年來隨著電子技術(shù)特別是計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，信號處理成為渦流理論研究進展最快的方面。而人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)由于其集知識表示、存儲和計算功能的插值系統(tǒng)的優(yōu)點，在渦流檢測定量化中具有獨特的優(yōu)勢。渦流檢測技術(shù)對缺陷大小形狀的三維評價是產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的必然要求，因此渦流檢測三維成像是今后要求的發(fā)展方向。充分利用迅速發(fā)展的電子技術(shù)和微電子技術(shù)，研制出更為智能化的渦流檢測儀。如圖21所示。影響渦流場的因素有很多，諸如探頭線圈與被測材料的耦合程度，材料的形狀和尺寸、電導率、導磁率、以及缺陷等等。渦流在被檢測試樣中流動時，分布是不均勻的。一工件表面的渦流密度；J一離表面x深度處工件的渦流密度；x一至表面的距離；f一交流電流的頻率。在渦流檢測的發(fā)展過程中，曾經(jīng)提出過多種消除干擾因素的手段和方法，但直到阻抗分析法的引進，才使渦流檢測技術(shù)得到了重大的突破和廣泛應用。到目前為止，阻抗分析法仍然是渦流檢測中應用最廣泛的一種方法。一般當線圈中的電流頻率較低時可以忽略線圈匝間分布電容，線圈的等效電路如圖22所示。在渦流檢測中，當試驗線圈遠離試件或任何其他導電材料或磁性材料時，其阻抗稱為空線圈阻抗，該阻抗提供了一個參數(shù)，用于其他阻抗的比較?？杀硎緸椋篫==R+jX=R+jωL 式（）大多數(shù)的渦流線圈為了能產(chǎn)生合適的外部磁化場和限制熱損耗，線圈繞有很多匝，空線圈的感抗ωL較之空線圈的電阻R。當兩個線圈耦合時，如果給原邊線圈通以交變電流，由于電磁感應的作用，在閉合的副邊線圈中會產(chǎn)生電流。折合阻抗和原邊線圈本身的阻抗之和稱為視在阻抗：R=R+R 式（）X=X+X 式（）由以上各式合并可知初級線圈的視在阻抗為：Z=R+R+j(ωLωL) 式（）其中，（RjX）為次級線圈回路反應到初級線圈回路中的電抗。在渦流檢測中，在載流檢測線圈的作用下，試件中由于電磁感應而感生的渦流宛若是在多層密迭在一起的線圈中流過的電流，這樣也可以把被檢測的金屬工件看作一只和檢測線圈交鏈的次級線圈。在任何具體的渦流檢測中，實際所用的頻率由被檢工件的厚度、所希望的透入深度、要求達到的靈敏度或分辨率以及不同的檢測目的等所決定。若只是需要檢測工件表面裂紋，則可采用高到幾兆赫茲的頻率。檢測頻率的選取與工件的特征頻率f密切相關(guān)，它是工件的一個固有特性，取決于工件的電磁特性和幾何尺寸。設(shè)想在被測導體上存在某個具