多層導電結(jié)構(gòu)厚度測量電渦流傳感器設(shè)計.pdf

1、多層金屬板材厚度是工業(yè)生產(chǎn)和工程研究中必須精確測量的物理參數(shù)。在航空航天制造業(yè)、船舶工業(yè)以及核工業(yè)等精密制造領(lǐng)域中經(jīng)常會遇到多層金屬板材厚度測量問題。因此，實現(xiàn)多層金屬結(jié)構(gòu)厚度的高效檢測對工業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。渦流無損檢測技術(shù)具有較高的靈敏度、非接觸式測量、無須耦合劑等優(yōu)點，適用于金屬板材的厚度測量。本文在深入研究渦流無損檢測理論以及互相關(guān)檢測理論的基礎(chǔ)上，確定了渦流傳感器厚度檢測系統(tǒng)的設(shè)計方案。
　　論文首先對多層導電結(jié)構(gòu)檢測模

2、型線圈阻抗解析式進行推導，得出渦流傳感器的輸出特性與被測對象的電磁特性具有密不可分的關(guān)系。考慮到電渦流傳感器阻抗解析式過于復(fù)雜，金屬板材的厚度對渦流傳感器探頭線圈阻抗的影響難以通過檢測線圈的阻抗變化進行觀察以及渦流檢測中的噪聲和干擾等問題，本文最終以互相關(guān)算法作為渦流檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計的指導思想。該算法完成了渦流阻抗信號的正交分解，實現(xiàn)了渦流信號幅值相位二維信息的檢測。多層導電結(jié)構(gòu)厚度檢測系統(tǒng)以模塊化的思想進行設(shè)計，主要分為信號源模塊、

3、信號調(diào)理模塊、渦流信號幅相分離模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊。設(shè)計選用 ADI公司最新推出的 AD9959作為信號源的主芯片；利用高性能模擬乘法器 AD835進行相關(guān)器設(shè)計，實現(xiàn)渦流信號的正交分解，設(shè)計過程中利用 NI公司研發(fā)的Multisim12.0仿真軟件對硬件電路原理圖進行仿真，驗證電路設(shè)計的可行性；以 ST公司的 STM32103RBT6為系統(tǒng)的控制器，通過調(diào)用片內(nèi)模塊實現(xiàn)渦流信號的采集顯示以及上位機通信；最后通過實驗驗證完成對渦流檢測系