用于碳纤维复合材料的高频电磁涡流检测系统集成

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随着碳纤维复合材料在实际工程中的应用越来越广泛,针对其结构进行损伤检测也变得越来越重要。目前针对碳纤维复合材料的无损检测方法有多种,电涡流检测方法以非接触、无需耦合剂、能在碳纤维生产过程中检测等特点,得到学术界及工程界广泛的重视。碳纤维复合材料呈现一定的导电特性,使得电涡流检测成为可能。由于碳纤维复合材料导电性弱,为获得较高检测灵敏度,需要提高检测频率。本文集成了一套高频电磁涡流检测系统,能实现碳纤维复合材料常见损伤的检测。上位机通过控制机械臂夹持探头实现二维平面扫描,控制硬件电路实现信号产生、处理、发送等工作。系统工作频率能达到10MHz,频率可调。本文主要完成的工作包括:(1)完成硬件电路自动平衡模块的改进,并创立与上位机通信的协议指令格式;(2)分析了上位机与机械臂间的通信格式,并基于LabVIEW语言实现对机械臂的控制;(3)用LabVIEW程序设计了完整的检测系统软件,实现了硬件电路的控制、机械臂的运动控制、数据的显示与保存等程序,使检测系统能够实现自动扫描工作;(4)分别制作不同类型损伤的试验板,包括裂纹损伤、冲击损伤和分层损伤,并置于检测系统中进行实验验证,对于不容易观察的损伤形式,还以超声C扫结果进行比对验证,通过实验结果验证了系统的可行性及实用性。
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