单片机在金属表面裂纹深度定量标定中的应用.pdfVIP

总第147期 doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2011．11．040 单片机在金属表面裂纹深度定量标定中的应用 苗童玲 (长治职业技术学院，山西长治 046011) 摘 要：在阐述采用变频扫描励磁进行涡流定量检测基础上，重点介绍了系统组成、工作原理及单片机采 样处理方法及软件设计。 关键词：涡流检测i单片机；裂纹 中图分类号：T l．3 交献标识码：B 文章编号：1005．2798(2011)11．0099．02 裂纹是材料和产品中致命的缺陷，快速、准确地 由实验可知，当激励电压为正弦信号时，裂纹 检测出裂纹并进行定量标定对于质量检验是非常有 信号是一个近似的正弦波，其峰峰值与裂纹深度有 意义的。例如，在石油生产中，有杆泵的抽油杆是其 关。可以设想；用峰峰值检波器来检测并保持这个 重要机件之·，由于抽油杆长期在不断的往复运动， 峰峰值。因为峰峰值检波器输出的是一个直流电压 容易产生疲劳裂纹，往往会导致抽油杆的断裂 造成 信号，该信号可直接进行模／数转换。所转换的信号 极大的损失。防止具有表面横向裂纹的杆下菏，是 由8031单片机采集 并通过8031实现对数据的分 减 抽油杆井下断裂事故，减少经济损失的重要措 析、显示及传送。数字电路原理如图2所示。 施；再如，在锅炉等压力容器生产中，焊缝和板材内 部的裂纹将严重影响产品的质量，造成 重的事故。 而对于另一些特殊产品生产，不仅需要知道是否存 在裂纹，而且要求知道裂纹的深度，以便确定加工工 图2 数字电路原理 艺。因此如何早期发现裂纹并确定裂纹的深度对于 工程实际是非常有意义的。 2 单片机采样处理方法 j 系统组成及工作原理 数字处理系统中，选用8155作LEp显示器接 口，8155的A口为段控口，以输出8位字形代码(段 为了对裂纹进行标定，作者制作了实验试件。 控线)。段控线的负载电流约为8mA。为了提高显 该试件材料为rI’8，用切线机切割为不同深度的人工 示亮度，通常加74LS244进行段控输出驱动。C口 裂纹缺陷。系统的硬件组成框如图1所示。系统工 为位控 口，以Pc。、Pc、Pc输出位控线。由于位控 作时，涡流传感器沿着试件表面移动，变频扫描信号 线的驱动电流较大，8段全亮时，约为40—60mA， (激励信号)在金属表面产生变频磁场和变频涡流。 因此，PC口输出加了7416，以实现反相和提高驱动 由于不同频率的磁场具有不同的趋肤深度。当试件 能力，然后再接各LED显示器的位控端。程序存储 上有裂纹时，感应线圈上就会相应出现裂纹信号，此 器选用 27512，数据存储器选用6264，译码器选用 信号经过放大滤波、A／D转换后送到8031单片机 74Lsl38，地址锁存器选用74LS373。8031单片机经 进行数据处理，即可完成对裂纹深度的定量检测。 过74L