谢文英车轴(车轮)磁粉探伤系统设计.docVIP

华 东 交 通 大 学 (测控系统课程设计报告) 姓名：谢文英 学院：机电工程学院 专业：测控技术与仪器 班级：测控2008-1 学号：20080310110104 题目：车轴（车轮）磁粉探伤系统设计 指导教师: 李鹏 目录 《测控系统设计》课程设计任务书 2 一、 序言 4 二、 方案设计 4 2.1设计方案的选择 4 2.2磁粉探伤的设计原理 5 2.3电路设计（硬件） 5 2.3.1 磁化方法 5 2.3.2 检测模块 6 2.3.3 放大模块 6 2.3.4 A/D模块 7 2.3.5 显示模块 7 2.4软件设计 8 三、 仿真及实验调试 12 3.1电路仿真 12 3.2 试验调试 12 3.2.1放大模块 12 3.2.2 A/D模块及显示模块 12 四、 心得体会 13 五、 参考文献 14 六、 附录 15 附录一 总电路图 15 附录二 电路仿真图 16 附录三 实物图 17 附录四 程序代码 18 《测控系统设计》课程设计任务书 总要求 能够独立进行系统方案的设计及论证，设计合理的接口电路电路，以及合理选择元器件，设计接口程序控制算法程序，并且进行有关精度分析与讨论总任务 针对总要求进行原理及方案论证、系统设计、接口电路设计调试、程序设计、精度分析等工作。 设计题目四、设计内容1、选用合适元件设计漏磁测量系统 2、设计信号处理电路，与微机接口电路 3、绘制电路原理图，进行实验室调试 五设计进度1、准备及查阅资料 一天 2、方案设计及论证（总体方案、硬件及软件方案） 二天 硬件电路设计、画图（PROTEL）及实验室调试 四天 4、软件设计、编程及调试 三天 5、系统联调及结果分析 二天 6、整理报告及准备答辩 二天 六设计说明书包括的主要内容 1目录 2设计任务 3、设计题目 4工作原理方案设计及论证 实验或系统调试分析心得体会 主要参考文献 七、考核方法 考核根据学生平时学习态度（含出勤率）20%、设计完成情况（50%、图纸说明书质量30%等确定。 将待测物体置于强磁场中或通以大电流使之磁化，若物体表面或表面附近有缺陷（裂纹、折叠、夹杂物等）存在，由于它们是非铁磁性的，对磁力线通过的阻力很大，磁力线在这些缺陷附近会产生漏磁。当将导磁性良好的磁粉（通常为磁性氧化铁粉）施加在物体上时，缺陷附近的漏磁场就会吸住磁粉，堆集形成可见的磁粉迹痕，从而把缺陷显示出来。磁粉探伤的优点是：对钢铁材料或工件表面裂纹等缺陷的检验非常有效;设备和操作均较简单;检验速度快，便于在现场对大型设备和工件进行探伤；检验费用也较低。缺点是：仅适用于铁磁性材料；仅能显出缺陷的长度和形状，而难以确定其深度；对剩磁有影响的一些工件，经磁粉探伤后还需要退磁和清洗。在工业中，磁粉探伤可用来作最后的成品检验，以保证工件在经过各道加工工序（如焊接、金属热处理、磨削）后，在表面上不产生有害的缺陷。它也能用于半成品和原材料如棒材、钢坯、锻件、铸件等的检验，以发现原来就存在的表面缺陷。铁道、航空等运输部门、冶炼、化工、动力和各种机械制造厂等，在设备定期检修时对重要的钢制零部件也常采用磁粉探伤，以发现使用中所产生的疲劳裂纹等缺陷，防止设备在继续使用中发生灾害性事故。2.1设计方案的选择 一般来说，磁粉探伤主要是根据磁粉痕迹来判断工件的缺陷情况，用肉眼来判别，或者采用CCD摄像的方法，进行图像处理等手段来判别。显然，对于车轴（车轮）的探伤，仅由肉眼来判别是不够的，也是不现实的；而CCD摄像法也是不大可能的，一是时间较短，难度大，二是实验室条件有限。综合各方面考虑，我们的设计采用霍尔传感器检测漏磁场的强度变化，产生对应霍尔电动势（即电压）的变化，通过对电信号进行一系列处理，分析得出结论。 2.2磁粉探伤的设计原理 在本设计中，由于被检测对象是车轴（车轮），其本身不具有磁性，因此，我们先要对其进行磁化处理，然后在用霍尔传感器进行漏磁场检测，对传感器输出的电信号进行放大处理，A/D转换，最后由LCD显示。该设计的系统方框图如图1所示， 2.3电路设计（硬件） 2.3.1 磁化方法 磁化法有周向、纵向、复合三种磁化方法。由于周向、纵向磁化都存在各自的局限性，我们采用复合磁化方法。在本设计中，周向磁化采用直接通电法，纵向磁化采用线圈法，如图2、图3所示。 周向磁化电流的选择： 采用交一直流全轴复合磁化法或直接通电法时，周向磁