脉冲涡流测厚系统的设计.rar

摘 要:金属厚度的检测在许多方面都有应用，如金属板（铜、铝、铜板等）轧制过程中的厚度检测等。脉冲涡流检测技术是涡流技术的一个分支，激励电流为具有一定占空比的方波，其响应信号含有丰富的材质信息，可准确测量出金属厚度。因此，采用脉冲涡流技术进行金属厚度检测的研究有重要的应用价值。

论文首先介绍了脉冲涡流检测的理论基础，并在此基础之上，用COMSOL有限元仿真软件建立了脉冲涡流测厚系统模型，并分别对1-10mm厚度的铝板进行了测厚的分析研究，得出了金属的厚度与峰值电压的关系曲线。其次研究了测厚实验的软硬件设计方案。硬件部分有探头、放大电路和数据采集系统的设计等；软件部分主要实现了检波数据分析、参数的设定和存储等。最后通过比对仿真数据与实验数据，验证了其一致性。

论文最后，对本文的工作进行了总结，并对进一步的研究工作提出了一些建议。

关键词：脉冲涡流；金属测厚；有限元分析；传感器

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 研究的目的和意义-1

1.2 脉冲涡流检测的技术特点和国内外研究状况-1

1.2.1 脉冲涡流测厚的技术特点-1

1.2.2 国外研究现状-1

1.2.3 国内研究现状-2

1.3 脉冲涡流检测技术的发展趋势-3

1.4 本课题研究的主要内容-4

第2章 脉冲涡流测厚的理论基础-5

2.1 脉冲涡流作用原理-5

2.2 脉冲涡流渗透深度的分析-5

2.3 霍尔传感器原理-6

2.4 提离效应-7

第3章 基于COMSOL建模与仿真-9

3.1 COMSOL简介-9

3.2 有限元建模-9

3.2.1问题的定义-9

3.2.2几何模型的建立-9

3.2.3仿真参数的选择-11

3.3.4 边界条件的定义-11

3.4 有限元求解-12

3.4.1 划分网格-12

3.4.2 求解并输出仿真数据-12

第4章 测厚实验系统的设计-15

4.1信号发生器模块-15

4.2 脉冲涡流探头设计-15

4.2.1 激励线圈的绕制-16

4.2.2 检测传感器的选择-16

4.2.3 功率放大电路的设计-17

4.2.4 信号调理电路的设计-18

4.3 NI-PXI型数据采集系统-19

4.4  LabVIEW程序设计-20

4.4.1 LabVIEW简介-20

4.4.2 基于NI的LabVIEW的采集信号程序的设计-21

4.5 测厚实验-21

4.5.1 试块的介绍-21

4.5.2 调试系统-22

4.5.3 实验步骤-23

4.6 基于Matlab信号处理分析-25

4.6.1 Matlab简介-25

4.6.2 COMSOL仿真数据的处理与分析-25

4.6.3 测厚数据的滤波处理-26

4.6.4 数据的平均处理-28

4.6.5 特征值的提取-29

4.7 误差分析-30

4.8 实验结果对仿真的验证-31

第5章 结论与展望-33

5.1 结论-33

5.2展望-33

参考文献-35

致 谢-37