【正文】 減小實(shí)際上存在一 些限制。 邊緣效應(yīng) 當(dāng)檢測(cè)線圈接近被測(cè)零件的邊界或端面時(shí)，渦流形狀會(huì)發(fā) 生改變，這是因?yàn)闇u流不可流出零件邊界的緣故。采用放置式探頭線圈進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可以用 渦流環(huán)的尺寸表示工件的尺寸。 可知， 將上面兩積分方程式左邊相加就是導(dǎo)體中總的電渦流。設(shè)想在被測(cè)導(dǎo)體上存在某個(gè)具有特定幾何尺寸的環(huán) 域，如圖 25 所示。檢測(cè)頻率的選取 與工件的特征頻率fg 密切相關(guān)，它是工件的一個(gè)固有特性，取決于工件的電磁 特性和幾何尺寸。若 只是需 要檢測(cè)工件表面裂紋，則可采用高到幾兆赫茲的頻率。在任何具體的渦流檢測(cè)中，實(shí)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(dá)到的靈敏 度 或分辨率以及不同的檢測(cè)目的等所決定。 在渦流檢測(cè)中，在載流檢測(cè)線圈的作用下，試件中由于電磁感應(yīng)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(cè)的金屬工件看作一只和檢 測(cè)線圈交鏈的次級(jí)線圈。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 13 折合阻抗和原邊線圈本身的阻抗之和稱為視在阻抗 ： R視 =R1 +R折 式（ ） X視 =X1 +X折 式（ ） 由以上各式合并可知初級(jí)線圈的視在阻抗為 ： Z=R1 +R22222222LR M???+j(ω L1 ω L22222222LR M???) 式（ ） 其中，（ R2 jX 2 ）2222222LR M???為次級(jí)線圈回路反應(yīng)到初級(jí)線圈回路中的電抗。 當(dāng)兩個(gè)線圈耦合 時(shí)，如果給原邊線圈通以交變電流，由于電磁感應(yīng)的作用，在閉合的副邊線圈中會(huì)產(chǎn)生電流?？杀硎緸?： Z0 = IU0 =R0 +jX 0L =R0 +jω L0 式（ ） 大多數(shù)的渦 流線圈為了能產(chǎn) 生合適的外部磁化場(chǎng)和限制熱損耗，線圈繞有很多匝，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 12 空線圈的感抗ω L0 較之空線圈的電阻 R。 在渦流檢測(cè)中，當(dāng)試驗(yàn)線圈遠(yuǎn)離試件或任何其他導(dǎo)電材料或磁性材料時(shí)，其阻抗稱為空線圈阻抗，該阻抗提供了一個(gè)參數(shù)，用于其他阻抗的比較。一般當(dāng)線圈中內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 11 的電流頻率較低時(shí)可以忽略線圈匝間分布電容，線圈的等效電路如圖 22 所示。 到目前為止，阻抗分析法仍然是渦流檢測(cè)中應(yīng)用最廣泛的一種方法。 在渦流檢測(cè)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(jìn)，才使渦流檢測(cè)技術(shù)得到了重大的突破和廣泛應(yīng)用 。一工件表面的渦流密度 ； Jx 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。 集膚效應(yīng) 渦流在被檢測(cè)試樣中流動(dòng)時(shí)，分布是不均勻的。 影響渦流場(chǎng)的因素有很多，諸如探頭線圈與被測(cè)材料的耦合 程度，材料的形狀和尺寸、電導(dǎo)率、導(dǎo)磁率、以及缺陷等等。如圖 21 所示。 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(cè)儀。 渦流檢測(cè)技術(shù)對(duì)缺陷大小形狀的三維評(píng)價(jià)是產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的必然要求，因此渦流檢測(cè)三維成像是今后要求的發(fā)展方向。而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由于其集知識(shí)表示、存儲(chǔ)和計(jì)算功能的插值系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，在渦流檢測(cè)定量化中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 7 信號(hào)獲取和處理技術(shù) ： 信號(hào)的獲取及其處理決定了檢測(cè)設(shè)備的總體 J 險(xiǎn)能，近年來隨著電子技 術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，信號(hào)處理成為渦流理論研究進(jìn)展最快的方面。 測(cè)量參數(shù)的優(yōu)化技術(shù) ： 通過研究傳感器的磁場(chǎng)特征從而對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)以及測(cè)量參數(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，這也是渦流檢測(cè)的一個(gè)重要的研究方向。此時(shí)將傳感器定位并變頻測(cè)量以求得缺陷距表面的深度。 傳感器 (檢測(cè)探頭 )技術(shù)研究。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 6 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法 在確定缺陷時(shí)無需建立數(shù)學(xué)模型，通過大量的實(shí)例學(xué)習(xí)來識(shí)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(duì)于事先沒有學(xué)習(xí) 過的缺陷則是無能為力。渦流法識(shí)別缺陷的檢測(cè)裝置包括場(chǎng)的發(fā)射、散射場(chǎng)的測(cè)量和數(shù)據(jù)處理三個(gè)部分。大多數(shù)的正向問題的數(shù)學(xué)模型 (定解問題 )有解且唯一，如果選擇合適的計(jì)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。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(cè)。 （ 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(chǎng)使用中存在輻射性物質(zhì)，對(duì)人體有一定的傷害，必須對(duì)檢測(cè)人員進(jìn)行防護(hù)，使用不便 。常用于型材表面裂紋的檢測(cè)。滲透檢測(cè)無需電源，缺陷性質(zhì)容易辨認(rèn) ，可檢測(cè)任何金屬和陶瓷材料的表面 開口缺陷，但不能檢測(cè)內(nèi)部缺陷。要求工件表面較光潔。與射線 法相比，超聲波法具有很多的優(yōu)點(diǎn) ； 首先它具有很強(qiáng)的穿透力，對(duì)于同種鋼材來講，超聲波大約是 3m，而射線僅僅為 50cm； 其次，對(duì)于很小的傷痕也能夠準(zhǔn)確地測(cè)出來并進(jìn)行定位，同時(shí)，配以一些自動(dòng)掃描裝置及微處理器計(jì)算機(jī)等設(shè)備，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用則更為完善和豐富。要求工件不能太厚，以鐵內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 3 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(yīng)的加厚或減薄。且試樣表面的不平和痕跡也會(huì)對(duì)磁力線的走向產(chǎn)生影響。 磁粉檢測(cè) (MT) 利用被測(cè)材料磁化后損傷會(huì)改變磁力線的分布情況，顯現(xiàn)出這些損傷 。它在機(jī)械、建筑、鐵道、石化等眾多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此，必須采用現(xiàn)代檢測(cè)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(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，排除隱患，做到防患于未然。 疲勞裂紋： 對(duì)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(dòng)作快，瞬時(shí)沖擊負(fù)荷大，且工作環(huán)境非常惡劣，因而容易產(chǎn)生疲勞應(yīng)力，進(jìn)而 形成疲勞裂紋，當(dāng)裂紋達(dá)到一定程度時(shí)，很容易造成部件的突然斷裂。為了進(jìn)一步滿足社會(huì)發(fā)展的要求，我們?cè)诓粩嗵岣吡熊囁俣鹊耐瑫r(shí)更重要的是保證它的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 eddy current testing。最后采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)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(jì)。闡述了阻抗分析法，并用其分析了影響檢測(cè)線圈阻抗變化的幾個(gè)因素。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu) 送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） II 學(xué)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(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 題 目：復(fù)雜斷面重軌在線無損檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 渦流無損檢測(cè)部分 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） III 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。接著介紹了渦流檢測(cè)原理，基于電磁場(chǎng)理論推導(dǎo)了相關(guān)的重要公式。并通過大量實(shí)驗(yàn)分析確定了各因素對(duì)傳感器一些性能的影響，為探頭線圈尺寸提供了優(yōu)化。 關(guān)鍵詞 ：無損檢測(cè)；渦流檢測(cè)；裂紋缺陷；數(shù)據(jù)采集； 信號(hào)處理 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） VI the Design of Online Nondestructive Testing System of Complex Crosssection Heavy Rail —— Turbulent flow nondestructive inspection part Abstract Firstly, 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 electromagic 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。 signal prosessing 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） VII 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................................V Abstract ..