【文章內(nèi)容簡介】 ........................................................... 37 致 謝 .................................................................................................................................. 39 參 考 文 獻(xiàn) ........................................................................................................................ 40 附圖 ...................................................................................................................................... 41 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 頁 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第一章 緒論 背景和意義 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，無損檢測技術(shù)在質(zhì)量保證系統(tǒng)中發(fā)揮的作用越來越顯示它的重要性和必要性，成為控制產(chǎn)品質(zhì)量、保證在役設(shè)備安全運(yùn)行的重要手段。無損檢測 是指 在不損傷被測材料的情況下，檢查材料的內(nèi)在或表面缺陷，或測定材料的某些物理量、性能、組織狀態(tài)等的檢測技術(shù)。廣泛用于金屬材料、非金屬材料、復(fù)合材料及其制品以及一些電子元器件的檢測。常用的無損檢測技術(shù)有： ① 射線探傷 (radiographic testing)。利用 X 射線或 γ 射線在穿透被檢物各部分時(shí)強(qiáng)度衰減的不同，檢測被檢物的缺陷。若將受到不同程度吸收的射線投射到 X 射線膠片上 ，經(jīng)顯影后可得到顯示物體厚度變化和內(nèi)部缺陷情況的照片。如用熒光屏代替膠片，可直接觀察被檢物體的內(nèi)部情況。 ② 超聲檢測(ultrasonic testing)。利用物體自身或缺陷的聲學(xué)特性對超聲波傳播的影響，來檢測物體的缺陷或某些物理特性。 ③ 聲發(fā)射檢測 (acoustic emission testing)。通過接收和分析材料的聲發(fā)射信號來評定材料的性能或結(jié)構(gòu)完整性。材料中因裂縫擴(kuò)展、塑性變形或相變等引起應(yīng)變能快速釋放而產(chǎn)生應(yīng)力波的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射。材料在外部因素作用下產(chǎn)生的聲發(fā)射，被聲傳感器接收轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大后送至信號處理器，從而測量出聲發(fā)射信號的各種特征參數(shù)。 ④ 滲透探傷(perant testing)。利用某些液體對狹窄縫隙的滲透性 來探測表面缺陷。常用的滲透液為含有有色染料或熒光的液體。 ⑤ 磁粉探傷 (magic testing)。通過磁粉在物體缺陷附近漏磁場中的堆積來檢測物體表面或近表面處的缺陷，被檢測物體必須具有鐵磁性。 而對于鐵磁性工件，尤其是工件的表面和近表面，磁粉探傷有著非常高的靈敏度和可靠性，因此得到了廣泛的應(yīng)用。對鐵磁性材料進(jìn)行檢測首先要將材料磁化，磁化的原理就是電磁感應(yīng)，離不開磁化電源的支持。磁化需要電源提供低電壓大電流，而由工頻電網(wǎng)提供的工業(yè)電源顯然不能滿足磁化要求，故要對工頻電壓進(jìn)行調(diào)制，使之能為磁粉檢測提供磁化 電流。 在電力電子技術(shù)出現(xiàn)以前，調(diào)壓一般都是通過變壓器來實(shí)現(xiàn)，但是變壓器調(diào)壓不能改變電壓頻率，而且調(diào)壓可靠性和靈敏度不高 。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展及電力電子器件的發(fā)明和廣泛應(yīng)用，調(diào)壓技術(shù)也發(fā)生了翻天覆地的變化，出現(xiàn)了各種的調(diào)壓方式，不僅能夠?qū)﹄妷汉碗娏鬟M(jìn)行交直流變換，而且也能夠很輕松的改變其大小、頻率、相位等。 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 頁 第 9 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 本次設(shè)計(jì)正是以電力電子技術(shù)中的相控式交流調(diào)壓為理論基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出以可控硅模塊為核心的交流調(diào)壓電路和以 TCA785 芯片為核心的可控硅門極觸發(fā)電路，對工頻電源進(jìn)行調(diào)制，使之達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的要求。 磁粉檢測的原理及發(fā)展 磁粉檢測基本原理 磁粉檢測 (Magic Particle Testing，縮寫符號為 MT)是五種應(yīng)用較為廣泛的常規(guī)無損檢測方法之一，它是利用磁現(xiàn)象來檢測工件的缺陷的。將鐵磁性工件置于外加磁場中，工件被磁場磁化，磁力線在工件的表面和近表面形成一定的走向，如果工件表面和近表面有裂紋或缺陷，并與磁力線交叉一定角度時(shí)，則會引起磁通密度的改變，部分磁力線被扭曲，泄漏到空氣當(dāng)中去形成漏磁通，在缺陷處形成磁極。將一定粘度和導(dǎo)磁性的磁粉（如磁懸液），噴灑在工件表面，工件被磁化后，則 缺陷的兩側(cè)磁極吸附磁粉，磁粉的堆積形成磁痕，磁痕的外觀顯示出缺陷的長度、走向等一系列輪廓圖像，從而達(dá)到無損檢測的目的。 磁粉檢測的發(fā)展 關(guān)于磁粉檢測的設(shè)想是美國人霍克與 1922 年提出的。他在切削鋼件的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)鐵末聚集在工件上的裂紋區(qū)域。于是，他第一個(gè)提出可利用磁鐵吸引鐵屑的物理現(xiàn)象來進(jìn)行檢測。 1928 年， Forest 為解決油井鉆桿斷裂，研制了周向磁化，使用了尺寸和形狀受控的并具有磁性的磁粉，獲得了可靠的檢測結(jié)果，為磁粉檢測的應(yīng)用和發(fā)展起了很大的推動作用。 1938 年德國發(fā)表了《無損檢測論文集》 ，對刺兒服你檢測的基本原理和裝置進(jìn)行了描述。 1941 年熒光磁粉投入使用。磁粉檢測從理論到實(shí)踐，已初步形成為一種無損檢測方法。在 20 世紀(jì) 60 年代工業(yè)競爭時(shí)期，由于可控硅等半導(dǎo)體器件的進(jìn)步，磁粉檢測設(shè)備也得以完善和提高。 磁粉檢測現(xiàn)狀 國外很重視磁粉檢測設(shè)備的開發(fā)，因?yàn)橹挥袡z測設(shè)備的進(jìn)步，才能給磁粉檢測帶來成功的應(yīng)用?，F(xiàn)在國內(nèi)磁粉探傷設(shè)備從固定式磁粉探傷機(jī)、移動式磁粉探傷機(jī)、到便攜式磁粉探傷機(jī)，從半自動磁粉探傷機(jī)、全自動磁粉探傷機(jī)到專用磁粉探傷設(shè)備，從單向磁化到多向磁化，設(shè)備已系列化和商品化。由于 晶閘管等電子元器件用于磁粉檢測設(shè)備，使智能化設(shè)備大量涌現(xiàn)，這些設(shè)備可以預(yù)置磁化規(guī)范和合理的工藝參數(shù)。進(jìn)行熒光磁粉檢測和自動化操作，國外還成功第御用電視光電探測器熒光磁粉掃查和激光飛點(diǎn)掃描系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了磁粉檢測觀察階段的自動化，將檢測到的信息在微機(jī)和其他電子裝置中進(jìn)行處理，鑒別可剔除的不連續(xù)性，并進(jìn)行自動標(biāo)記和分選，完全改變了傳統(tǒng)磁粉檢測 “手腳并 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 頁 第 10 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 用眼睛看 ”的面貌。大大提高了檢測的靈敏度和可靠性。代表了當(dāng)代磁粉檢測的新成就。 我國近年來磁粉檢測設(shè)備發(fā)展也很快，已實(shí)現(xiàn)了系列化，三項(xiàng)全波直流探傷超低頻退磁設(shè)備的性能已 打到國外同類設(shè)備的水平。交流探傷就機(jī)用于剩磁法檢驗(yàn)時(shí)加裝斷電相位控制器保證剩磁穩(wěn)定。是我國的特色。斷電相位控制器利用可控硅技術(shù)，可以代替自藕變壓器無級調(diào)節(jié)磁化電流，還未我國磁粉檢測設(shè)備的電子化和小型化奠基了基礎(chǔ)。智能化設(shè)備已生產(chǎn)應(yīng)用。光電掃描圖像識別的磁粉探傷機(jī)已研制成功。用電腦處理磁痕現(xiàn)實(shí)的試驗(yàn)研究有很大的進(jìn)展，自動化和半自動化設(shè)備有不少應(yīng)用。 磁粉檢測的質(zhì)量控制，是對影響磁粉檢測靈敏度和檢測可靠性的諸因素逐個(gè)地加以控制。國外非常重視，不僅制定了具體控制項(xiàng)目，校驗(yàn)周期和技術(shù)要求，并設(shè)有質(zhì)量監(jiān)督檢查機(jī)制。保證 貫徹執(zhí)行。同時(shí)對質(zhì)量控制技術(shù)要求，通過實(shí)踐不斷進(jìn)行修正。我國對磁粉檢測的基礎(chǔ)理論研究比較重視，已取得較大的進(jìn)展，斷裂力學(xué)在無損檢測領(lǐng)域的應(yīng)用。為制定更合理的產(chǎn)品磁粉檢測驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)提供了依據(jù)。磁粉檢測方法日臻完善。 交流調(diào)壓技術(shù)的發(fā)展 自從 1956 年世界上第一只可控硅問世以來，電力電子已走過半個(gè)世紀(jì)，由于它對工業(yè)技術(shù)及國防建設(shè)有著重要作用，世界各國都很重視這一學(xué)科的發(fā)展。可控硅是一種利用半導(dǎo)體 PN 結(jié)原理開發(fā)的固體可控開關(guān)，它可以用小電流控制開關(guān)的導(dǎo)通，從而控制高電壓大電流的電路?？煽毓璨粌H可以應(yīng)用 于整流，并且可以應(yīng)用于逆變和交直流的調(diào)壓。由于可控硅具有體積小、無污染、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，因而大量運(yùn)用在工業(yè)工程中變流等技術(shù)上，促進(jìn)了控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用，使生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高。由于普通可控硅只具有控制導(dǎo)通的能力，它不能自主關(guān)斷，它的關(guān)斷需要依靠外部電路創(chuàng)造一定的條件，應(yīng)用于斬波控制時(shí)，需要有輔助關(guān)斷電路，這使電路的結(jié)構(gòu)變得很復(fù)雜，也降低了裝置的可靠性。因而，進(jìn)入 80 年代，又逐漸出現(xiàn)了能自主控制導(dǎo)通和關(guān)斷的電力電子器件，如電力晶體管、可關(guān)斷晶閘管、電力場效應(yīng)管、 IGBT 等一系列可以控制導(dǎo)通 和關(guān)斷的器件，稱為全控型器件，隨著這些電力電子器件的相繼問世，有人稱之為第二次工業(yè)革命。電力電子器件未來的發(fā)展方向是高耐壓、大電流、高頻、低損耗、易驅(qū)動的器件，并且電力電子器件的模塊化、集成化和智能化也成為未來發(fā)展趨勢。模塊化是將由多個(gè)電力電子器件組成的電路封裝到一個(gè)模塊中，集成化將功率模塊和驅(qū)動、檢測、保護(hù)等功能集而為一，使器件的使用更方便更安全。 在電力電子技術(shù)出現(xiàn)以前交流調(diào)壓常用變壓器，變壓器工作原理就是電磁感應(yīng)。一次側(cè)電流通過原邊線圈產(chǎn)生感應(yīng)磁場，原副邊線圈繞在同一個(gè)鐵芯上，這樣原邊線 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 頁 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圈產(chǎn)生的磁場的 磁感應(yīng)線同樣穿過副邊線圈，在二次側(cè)感應(yīng)出感應(yīng)電動勢，接上負(fù)載就產(chǎn)生電流。原邊繞組與副邊繞組匝數(shù)不等所以能夠改變電壓。 改變交流電頻率則很困難。普通變壓器只有固定的變比，自耦變壓器可以連續(xù)調(diào)壓，但是有滑動觸點(diǎn)維護(hù)不方便，這些鐵磁結(jié)構(gòu)調(diào)壓設(shè)備笨重、體積大，消耗銅鐵材料多。現(xiàn)在采用電力電子器件的交流調(diào)壓器不僅可以實(shí)現(xiàn)電壓的連續(xù)調(diào)節(jié)，并且裝置輕巧，在各種交流調(diào)壓場合得到了廣泛應(yīng)用。 電力電子變流技術(shù)是利用電力電子器件組成的電路來改變電能形式的一項(xiàng)技術(shù)，交流調(diào)壓屬于電力電子技術(shù)的一個(gè)分支，電力電子技術(shù)的發(fā)展盡管只有幾 十年的歷史，但發(fā)展速度卻非?？欤娏?、電子及控制于一身，是其顯示出強(qiáng)大的生命力，尤其對工業(yè)技術(shù)革新起到了巨大的推動作用，磁粉檢測技術(shù)的發(fā)展正是這一受益者。 在工業(yè)生產(chǎn)中，有很多不少由交流供電的設(shè)備需要進(jìn)行調(diào)壓，以適應(yīng)設(shè)備的工作狀態(tài)，因而交流調(diào)壓器運(yùn)用十分廣泛。在電力電子變流技術(shù)的發(fā)展中，各種調(diào)壓方式也得到大量運(yùn)用。交流調(diào)壓方式主要有斬控式和相控式兩種，在磁粉檢測技術(shù)中，縱向磁化所需要的磁化電流可以由工