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电磁检测技术以电磁感应理论为基础,通过材料在电磁作用下呈现的电磁性质,确定材料的相关性能及特征。该技术以其灵敏度高、无破坏、响应速度快的特点在各个领域得到了广泛研究与应用。
电磁层析成像技术是电磁检测方法的一种成功应用,能同时获取被测物场空间电导率和磁导率的分布信息:激励线圈与检测线圈之间的感性耦合与线圈的几何参数、相对位置及电磁特性有关,同时还受到物场空间的导电、导磁性物质涡流效应及极化作用的影响。检测线圈的感应电压可反映物场空间导电或导磁物质的分布信息,通过恰当的图像重建算法可重构空间物质的分布图像。基于金属材料具有的电磁特性,电磁方法在对金属的检测应用上得到了广泛的关注与研究。金属工件广泛遍布于工业、农业及日常生活的应用中,生产质量的高低直接影响其作用的发挥及相关产品的应用价值,因此,对其参数的检测具有实际的价值与意义。
本文集中解决基于电磁方法对金属工件参数进行测量的实现问题。鉴于该问题,本文设计了单通道(基于单激励一单接收传感器)电感测量平台,基于这个平台,实现了精度较高的数字式金属膜厚度检测系统,并进行了金属探伤方面的初步探索。主要工作及结果如下:
1、基于单通道电感测量平台,编程实现了正弦信号的多频控制,测试得到了硬件系统中FPGA主板电路的多频响应及特性。进一步发现该主板电路可用于估计信号传输网络的群延迟。
2、在理论推导的基础上对H型测厚传感器进行电磁仿真,发现多频激励下的感应信号特征与金属膜厚相关;基于该传感器,在单通道硬件电路的基础上,搭建了厚度测试平台。通过试验得到针对铝箔测试样品的厚度标定曲线,实现了厚度的实时、在线检测,测量误差较小、精度好于1um。
3、在单通道测量平台的基础上,配置电磁探伤传感器,校正硬件电路的相关参数,对测试样品进行试验,在特定条件下,系统可确定出缺陷的位置与大小。这些为将其应用于金属探伤领域做出了可行性试探。