【正文】 年 月 日 學(xué)生姓名 : 學(xué)號(hào) : 專業(yè) : 電子信息工程 1 設(shè)計(jì)（論文）題目及專題： 鋼板無(wú)損檢測(cè)用電渦流傳感器 設(shè) 計(jì) 2 學(xué)生設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間：自 2021 年 3 月 1 日開(kāi)始至 2021 年 5 月 15 日止 3 設(shè)計(jì)（論文）所用資源和參考資料： [1] 任吉林 ,林俊明 .電磁無(wú)損檢測(cè) [M].北京 :科學(xué)出版社 ,2021:64220. [2] 郁有文 ,常健，程繼紅 .傳感器原理及工程應(yīng)用 [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,2021:6283. [3] 邵澤波 .無(wú)損檢測(cè)技術(shù) [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021:140198. [4] 謝處方，饒克謹(jǐn) .電磁場(chǎng)與電磁場(chǎng) [M].北京 :高等教育出版社 ,2021:183. [5] 張俊哲 .無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用 [M].北京 :科學(xué)出版社 ,1993:2698. [6] 胡天明 .表面無(wú)損檢測(cè) [M].北京 :水利水電出版社 ,1991:1151. [7] 康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京 :高等教育出版社 ,2021:2351. 4 設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的主 要內(nèi)容： (1)分析電磁場(chǎng)在鋼板中的分布情況； (2)電渦流檢測(cè)鋼板的原理分析； (3)介紹電渦流檢測(cè)的阻抗分析法； (4)阻抗分析法中影響 阻抗的 幾個(gè)參數(shù)； (5)渦流傳感器的工作原理； (6)采用電橋電路設(shè)計(jì)電渦流傳感器； 5 提交設(shè)計(jì)（論文）形式（設(shè)計(jì)說(shuō)明與圖紙或論文等）及要求： (1)鋼板無(wú)損檢測(cè)用電渦流傳感器的設(shè)計(jì)樣品； (2)論文的電子版格式 和打印版 ； 6 發(fā)題時(shí)間： 2021 年 12 月 30 日 指導(dǎo)教師： （簽名） 學(xué) 生： （簽名） III 摘 要 分析 渦流無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的工作原理，設(shè)計(jì) 渦流無(wú)損檢測(cè)傳感器。根據(jù)其用途和檢測(cè)對(duì)象的不同， 渦流傳感器的 外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 有所不同 。利用渦流檢測(cè)阻抗分析方法來(lái)分析試件的磁導(dǎo)率、厚度、電導(dǎo)率和激勵(lì)信號(hào)的頻率對(duì)阻抗的影響。 在對(duì)試件進(jìn)行檢測(cè)時(shí)采用相應(yīng)的措施盡可能的減小干擾信號(hào)，提取有用的信號(hào)。 關(guān)鍵詞： 無(wú)損檢測(cè) ；渦流傳感器； 阻抗分析法 IV ABSTRACT To Analyse eddy current nondestructive testing technology works, design eddy current nondestructive testing sensor. According to their different uses and test objects, Eddy current sensors has different appearances and internal structures . The different appearance and internal structure adapt to different specimens in order to the effects of different detection. Using eddy current testing impedance analysis method analyze the specimen permeability, thickness, electrical conductivity and the excitation signal of frequency to the effect of impedance. According to eddy current effects caused by changes in coil impedance and the close relationship between the phase change identify effects of various factors. Specimens tested in the corresponding measures used as much as possible reduce the interference signal, extracting a useful signal. Bridge circuit with high sensitivity and antijamming capability, the design uses eddy current sensor bridge circuit as a detection circuit. Keyword: NDT。 Impedance analysis 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） III 目 錄 第一章 前言 ……………… ……………………………… …………………………… … 1 第 二 章 渦流檢測(cè)的原理 ……………… ……………………………………………… 2 渦流檢測(cè)原理 …………………………………………………………………… 2 導(dǎo)體中的電磁場(chǎng) ………………………………………………………………… 2 鋼板中的電磁場(chǎng) ………………………………………………………………… 3 鋼板電渦流檢測(cè)的 特征參數(shù) …… ……………………………………………… 4 鋼板電渦流檢測(cè)的 特征頻率 …………………………………… ……………… 5 第 三 章 渦流傳感器的阻抗分析法 ………………………………………………… 6 線圈的阻抗 ……………………………………………………………………… 6 影響阻抗變化的幾個(gè)主要參 … … ……………………………………………… 6 工件電導(dǎo)率對(duì)阻抗的影響 … ……………………………………………… 7 提離效應(yīng)對(duì)阻抗的影響 … ………………………………………………… 7 磁導(dǎo)率對(duì)阻抗的影響 ……………………………………………………… 7 試驗(yàn)頻率對(duì)阻抗的影響 …………………………………………………… 7 工件厚度對(duì)阻抗的影響 …………………………………………………… 8 探頭直徑阻抗的影響 … …………………………………………………… 8 第 四 章 鋼板渦 流 檢測(cè)的傳感器設(shè)計(jì) ……………… … ………………………… …… 9 渦流傳感器的分類 … ……………………………………………………………… 9 按檢測(cè)線圈輸出信號(hào)的不同分類 …… ……………………………………… 9 按檢測(cè)線圈和工件的相對(duì)位置分 類 … ……………………………………… 9 按線圈繞制方式分類 … …………………………………………………… 10 鋼板檢測(cè)線圈信號(hào)檢出電路設(shè)計(jì) … …… ………………………………… ……… 11 差動(dòng)電路 … … ……………………………………………………………… 12 電橋電路 … … ……………………………………………………………… 12 第五章 結(jié)論 … … …………………………… …………………………………………… 15 可行性分析 天 ………………………………………………………………… … 15 檢測(cè)性能的評(píng)價(jià) ………………………………………………………………… 18 靈敏度… … ………………………………………………………………… 18 穿透能力…………………………………………………………………… 18 檢測(cè)速度…………………………………………………………………… 18 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） IV 線性度……………………………………… … …………………………… 19 傳感器設(shè)計(jì)總結(jié)……………………… ………… … …………………………… 19 參考文獻(xiàn) …………… ……… … …………… ……………………………… … …………… 20 致 謝 …………………… ………………………………………… …………………… 21 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 1 第一章 前 言 渦流檢測(cè)是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)之上的一種無(wú)損檢測(cè)方法，適用于導(dǎo)電材料。由于導(dǎo)體自各種因素如電導(dǎo)率﹑磁導(dǎo)率﹑形式﹑尺寸和缺陷等的變化，會(huì)導(dǎo)致感應(yīng)電流的變化，利用這種現(xiàn)象來(lái)判知導(dǎo)體性質(zhì)﹑狀態(tài)及有無(wú)缺陷的檢測(cè)方法，叫做渦流檢測(cè)方 法。 由于影響阻抗和電壓的因素很多，各因素的影響程度也不同，因此，渦流檢測(cè)設(shè)備 必須采取一些措施 ，以達(dá)到消除干擾信號(hào)的目的 。本文介紹 用渦流 無(wú)損檢測(cè)的方法 檢測(cè) 鋼板的傳感器 的設(shè)計(jì)。先介紹渦流檢測(cè)中涉及的電磁基本理論，對(duì)麥克斯韋方程組求解的有關(guān)問(wèn)題作某些說(shuō)明，并通 過(guò) 典型的物理模型來(lái)介紹求解電磁滲透方程的常用方法。接下來(lái)分析半無(wú)限平面導(dǎo)體中的電磁場(chǎng)，可把鋼板看成半無(wú)限平面導(dǎo)體來(lái)簡(jiǎn)化鋼板中電磁場(chǎng)的 分析 。磁場(chǎng)在金屬中有一種現(xiàn)象稱為趨膚效應(yīng)， 即磁場(chǎng)強(qiáng)度隨著深度的增加而很快地衰減，總是集中于導(dǎo)體表面。分析了上面的理論后再介紹渦流檢測(cè)阻抗分析方法，阻抗分析法是以分析渦流效應(yīng)引起線圈阻抗的變化之間的密切關(guān)系為基礎(chǔ)，從而鑒別各影響因素效 應(yīng)的一種分析方法，從電磁波傳播的角度來(lái)看，這種方法實(shí)質(zhì)上是根據(jù)信號(hào)有不同相位延遲的原理來(lái)區(qū)別工件中的不連續(xù)性。 引起檢測(cè)線圈阻抗變化的直接原因是線圈中磁場(chǎng)的變化，所以，在對(duì)檢測(cè)線圈阻抗進(jìn)行分析時(shí)，首先要分析和計(jì)算工件放入檢測(cè)線圈后磁場(chǎng)的變化情況，然后得到檢測(cè)線圈阻抗的變化，才能對(duì)工件的各種因素進(jìn)行分析。像鋼板這樣的結(jié)構(gòu)一般用放置式線圈做傳感器。 根據(jù)上面的知識(shí)設(shè)計(jì)渦流傳感器，在渦流檢測(cè)中，工件的情況是通過(guò)渦傳感器的變化反映出來(lái)的。渦流傳感器種類繁多，不同種類的傳感器對(duì)應(yīng)不同結(jié) 構(gòu)的被檢工件。 本文是 以渦流無(wú)損檢測(cè)的理論為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì) 渦流無(wú)損檢測(cè)在鋼 板檢測(cè) 中的傳感器為目的。 湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 2 第二章 渦流檢測(cè)原理 渦流檢測(cè)原理 渦流檢測(cè)是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)之上的一種無(wú)損檢測(cè)方法，適用于導(dǎo)電材料。 試件 上產(chǎn)生渦流的大小由 試件 的電導(dǎo)率、頻率和電磁場(chǎng)的振幅所決定。 渦流檢測(cè)時(shí)把導(dǎo)體接近通有交流電的線圈，由線圈建立的交 變磁場(chǎng)與導(dǎo)體發(fā)生磁感應(yīng)，在導(dǎo)體內(nèi)感生出渦流。當(dāng)導(dǎo)體表面或近表面出現(xiàn)缺陷時(shí)，會(huì)