涡流探伤仪设计方案

涡流探伤仪初步设计方案一、概述、涡流检测原理涡流检测就是运用电磁感应原理，将正弦波电流鼓励探头线圈，当探头接近金属外表圈同心的圆形，形似旋涡，称为涡流。同时涡流也产生一样频率的磁场，其方向与线圈磁场方向相反。涡流通道的损耗电阻，以及涡流产生的反磁通，又反射到探头线圈，转变了线圈的电流大小及相位，即转变了线圈的阻抗。因此，探头在金属外表移动，遇到缺陷或材质、尺寸出这种变化量就能鉴别金属外表有无缺陷或其它物理性质变化、涡流检测仪的根本组成不同的涡流检测仪又依据对探头的输出信号分析方法处理方式不同，大致分为相位分析发、频率分析法和幅度分析法三种。本方案选择了频率分析法，系统组成图1所示：信号发生器信号发生器隔直滤波放大电路探头放大电路输出显示大器SPGA 自动增益放滤波电路路1二、部件详述、信号发生器信号源作为现代电子产品设计和生产中的重要工具,必需满足高精度、高速度、高DDS(DirectDigitalSynthesis直接数字频率合成)AD9850DDSAT89C52单片机作为掌握芯片，实现了信号发生器的设计。AD9850芯片AD9850是美国AD公司推出的基于DDS技术的高集成度频率合成器，它工作的最高125MHZ，包含40bit频率/相位掌握字，其中32bit用于频率掌握，5bit用于相位掌握，1bit用于掉电掌握，2bit厂方保存工作方式选择位。其工作原理图2所示：AD9850在接上周密时钟源和写入频率相位掌握字之后就可产生一个频率和相位都可编波输出[23]125MHz的时钟下，32位的频率掌握字可使AD9850的输出频率区分率0.0291Hz5位相位掌握位。相位控微 制字控制 器 制字

相位存放器

DAC正弦查询表

LPF

正弦波输出方波输出2接口电路352AD9850P3口作为数据接口，P4.0、P4.1、P4.2AD9850W_CLK、FQ_UD、RESET相连作为掌握引脚。3AD9850和AD9854直接输出的均为带有直流偏置的正弦信号，为了便利涡流检测系统的应用，需要对信号进展隔直滤波和放大。涡流检测系统的工0Hz～1MHz，因此隔直滤波电路AD9850不能直接作为探头的鼓励信号在这里预备承受具有肯定电压放大和缓冲功能的有源滤波器0Hz～1MHz，因此隔直滤波电路的截止频率应当保证10HZ4中截止频率f由C1R1打算，放大倍数由AuHR2Rf打算。4=10．6Hz0dB20dB可调。测摸索头选择探头的材料符合要求，陶瓷材料耐高温、抗腐蚀，可以有效保护探头内部元件，又不屏蔽电磁场，可提线圈等部件。电涡流传感器内部线圈骨架一般承受聚四氟乙烯、高频陶瓷、聚酰亚胺、玻璃钢等材胀系数较小．电涡流传感器所用的导线一般为高强度漆包线不同线径组合的多股漆包线绕制线圈，能得到较好的稳定性。线圈尺寸设计设电涡流传感器的线圈是具有矩形截面的扁平线圈，依据佩利阅历公式，线圈自感系数为线圈导线的直径可对线圈的内阻R1响传感器探头温度稳定性的因素有两种：一是传感器探头直径由传感器探头温度稳定性试验确定．电涡流传感器量程以及灵敏度主要取决于传感器中测量线圈的外形和大小薄，但同时应考虑加工的可操作性．探头构造设计探头是电涡流传感器最重要的组成局部，通常承受非金属材料制作，要求结实，不易效应也会有所变化，为了提高电涡流传感器的温度稳定性，传感器承受两个完全一样线圈，有效补偿温度漂移。放大电路

5探头放大电路即增加电信号幅度或功率的电子电路。应用放大电路实现放大的装置称为放大器。“放大”的本质是实现能量的掌握，即：用能量比较小的输入信号来大的前提是传输不失真。本方案拟承受的放大电路由两极放大电路组成放大器也叫仪表放大器。其特点具有稳定的、足够大的放大倍数，可以用于弱信号的发大，发大器为阻容耦合，有防止失真的作用。如图6所示。因此R

2RU U 6i1 i2 R

U U01

U

U 62R66 5 即 01

02 i1 i2 且U 03 R 4

U 02所以输出电压R 2R 20 22A1R9所以 4

R

R5)6

11

1001 其次级放大倍数

A2

1660/160R15 倍AA1*A2600*1006000倍6放大电路整流电路整流就是把沟通电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。4所示当输入电压Ui〉0时，D1管导通，D2管截止。因而输出电压Uo=Ui。当输入电压Ui＜0时，D1管截止，D2管导通。依据虚短、虚断可知A1为虚地。11

0

0/R12所以Uo=－Ui,因此UO=|Ui|因而本电路可以实现全波整流。滤波电路

7整流电路01 滤波器的设计是电子设计中最根本也是最重要的一环自动掌握等领域。从工作频率上划分，可以分为低通、带通和高通滤波器而在实际应用中使用较多。本方案拟承受巴特沃兹滤波器的设计方法。同时，为了获得更好的性能和更简洁的设计，还预备使用MAX275专用芯片设计巴特沃兹滤波器。MAX275FQ值以及放大倍数的设计只需转变外围的R～R401 8可编程自动增益放大器电路A／D模块的AD526和单片机AT89C52设计了能够进展自动增益掌握的放大器PAGA(programmableaoto-，gainamplifier)，先将现场信号依据要求自动调整到适合A／D转态范围。PAGA的硬件组成及工作原理本方案的采集系统是基于PCISA输。为了扩大采集系统的动态范围，提高模数转换的精度，本系统增加了用AD526为核心A／D模块共同构成了浮点A／DA／D模块对输入的要求，PAGA硬件构造图9所示。9PAGA硬件构造图模块介绍PAGA主要包括采样保持放大器AD585、可编程放大器AD526，高速A／D转换器AD7821AT89C52单片机．AD585为单片采样保持放大器，内含保持电容，3Ps建立时间，孔径宽度0．5ns，通过反响连接可以供给+114-2放大增益．AD78211MHz，8位区分率输出，具有跟踪保持功能，最大允许输入带模块有RDWR-RD两种工作模式，这里承受WR-RD模式．单片机AT89C52自带4K字节在板可编程FLASH存储器，128字节RAM，6MCS-5124MHz．工作原理下面通过一次数据采样、A／D转换和增益调整过程说明PAGA的工作原理．首先为可编程增益放大器设定增益调整窗口，即调整下限和上限．下限一般设定为最大满量程的1／4，而上限为满量程，这样调整窗口为L25V～5V，对应量程的AD01000000～111111125V的信号需经过二次比较调整过程得到最正确增益后再开头AD转换，固然较小的信号承受最大增益后也不肯定落入窗口内，但还是可以增加转换后的有效位数，提高转换精度。10一次数据采集流程转换开头先进展初始化，89C52由P1.0、P1.1、P1.2送增益代码给AD526，将放大器1，然后由P2.2发/WR信号给AD7821作为AD启动信号〔/WR下降沿。现场信号经AD585采样保持放大器送AD5261放大后进展A／D转换．AD7821在WR-RD模式下转换完毕时送／1NT信号给89C52p2.0，经查询后由／RD发读选通信号给AD7821将转换结果读进p0口．89C52在软件中推断此信号是否在调整