电磁涡流无损探伤中探头位置检测装置.pdf

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1、2015正仪表技术与传感器2015第1期InstrumentTechniqueandSensorNo．1电磁涡流无损探伤中探头位置检测装置李林凯，蹇兴亮，边晓东，吴昊，张广琦(南京农业大学工学院，江苏南京210031)摘要：设计了一种电磁涡流无损探伤中探头位置检测装置，利用探头本身的电磁性质，在探头周围放置探头位置检测装置，再通过单片机进行计算，从而进行准确的定位。探头位置检测装置采用了4个位置传感器(4个线圈)，用C8051F005单片机的DAC产生正弦波输出到探头线圈中，探头在空间内就会产生磁场，激励4个位置传感器产生感应电动势，再

2、通过自动增益控制(AGC)电路放大和精密整流电路整流后，由C8051F005单片机ADC采样运算处理，算出探头的坐标位置。关键词：探头位置；C8051F005；位置传感器；电磁场；正弦波中图分类号：TP216文献标识码：A文章编号：1002—1841(2015)0卜0034—04ProbePositionDetectionDeviceinElectromagneticEddyCurrentNDTLILin—kai，JIANXing·liang，BIANXiao—dong，WUHao，ZHANGGuang—qi(CollegeofEngi

3、neering，NanjingAgriculturalUniversity，Nanjing210031，China)Abstract：ThispaperdesignedaprobepositiondetectiondeviceintheelectromagneticeddycurrentNDT，usingtheprobeit—selfhasthenatureoftheelectromagnetic．Theprobewasplacedaroundtheprobepositiondetectiondevice，thenusesingle—c

4、hipmi—crocomputertocalculateitsaccurateposition．Theprobedetectiondeviceadoptedfourpositionsensors(fourcoils)，withC8051F005MCUDACproducingsinewaveoutputtotheprobecoil．Probeinspacecanproduceamagneticfieldexcitationforfourpositionsensorstoproduceinducedelectromotiveforce．Th

5、enbytheC8051F005MCUADCsamplingprocessingaftertherectifica—tionofAGCcircuitandprecisionrectifiercircuit，thecoordinatesofprobecanbecalculated．Keywords：positionofprobe；C8051F005；positionsensor；electromagneticfield；sinewave0引言液晶显示lI串口通涡流检测探头目前，在无损探伤”探头部分的定位方面主要有超声波定位和光学成像定位。

6、超声波定位比较精准，但是超声波探lDACO恒流源电路+．1激励线圈伤要对被测零件的表面进行处理(涂油或者打磨)，这对零件来lADC0：电·——+检测线圈C8051FOO5说本身就是一种磨损；光学成像定位的精准度较高，但其设备单lADC4GC放大电路位置传感器较复杂。应用电磁感应来进行探头定位是另一种方法，在涡流机IADC5GC放大电路位置传感器探伤中利用该方法具有简化系统结构，降低成本，软硬件实现GC放大电路位置传感器容易等特点。该方法可推广应用到其他需要实时检测随机移IADC7精密整流电+_IAGC放大电路位置传感器动物体的平面定位系

7、统。图1系统总体结构图1系统总体设计方案2系统硬件组成设计了一种基于电磁场的相互感应原理电磁涡流无损探该装置主要包括探头线圈和4个位置传感器(线圈)、AGC伤中探头位置检测装置，利用C8051F005单片机12位DAC放大电路、交流恒流源电路、精密整流电路等4个部产生峰峰值为2．4V、频率为1kHz的正弦波作为交流恒流源电分。探头线圈和4个位置传感器(线圈)都是1200匝，避免了路的输入信号，将探头线圈作为交流恒流源的负载，则探头在因为线圈之间匝数不一致而导致的误差。空间内会产生电磁场，激励4个位置传感器(线圈)产生感应电2．1AGC放

8、大电路动势，4个线圈分别经过4路AGC放大电路和精密整流电路由于激励线圈(探头)在周围空间产生的磁场随距离迅速衰后，由C8051F005单片机的4路ADC进行采样得到电压值，再减，4个位置传感器检测到的信号