1、毕业论文开题电涡流传感器在棉花包金属检测中的应用研究 中 北 大 学毕业论文开题报告学 生 姓 名：王江学 号：1102044224学 院：机械与动力工程学院专 业：机械电子工程论文题目：电涡流传感器在棉花包金属检测中的应用研究指导教师:方群玲 2015 年 3 月 26 日毕 业 论 文 开 题 报 告1选题依据：1.选题的目的和依据: 待加工的棉花包用开清棉机处理,开清棉机的功能是把原棉开包,使原棉恢复天然的柔软性和使纤维块松解,并去除杂质,靠风机和输棉管道将纤维送到梳棉机去,从而制成棉条.由于棉花包中经常混有铁丝、小铁钉等金属杂物,很容易弄坏机器,还有可能一起火灾.所以在处理之前,应该先
2、进行检测,查看棉花包中是否有金属杂质.从而避免危险发生.检测棉花包中是否有金属的方法有很多,比如:X光、直接拆包检测、电涡流金属检测等.而X光的检测成本太高,拆包检测太费时间.采用电涡流检测可以有效的解决这些问题.电涡流传感器对通过电涡流线圈的导电物体进行警报,然后对棉花包进行开包人工处理.2.国内外已有文献的综述： 随着微电子和计算机的迅猛发展,传统的金属探测系统也向着新的方向发展.现在已 广泛应用于食品、纺织、木材、药品、等的加工行业的质量安全监测.在科学技术不断 进步的今天,如何提高金属探测仪的性能,已成为本领域的一个重要课题. 电涡流无损检测是以电磁感应原理为基础的一种常规无损检测方法
3、,相对于传统的涡流无损检测方法,电涡流检测具有包含的频率分量丰富、检测信号信息量大、时域分析方便等优点.电涡流无损检测采用的是电涡流传感器,它的主要特点是频率响应速度快、测量的精度高、不受油液污染的影响、受外界磁场干扰小等.涡流传感器发展至今类型已经多种多样,并在工业生产中的各个领域得到广泛用,尤其是在无损探伤领域,已经成为一种不可或缺的无损检测段. 本文基于前人已经著述的十几篇涡流无损检测研究,从他们不同的应用角度分析他们的相同点和不同点,并且对电涡流传感器今后的应用领域做出合理的预测. 根据麦克斯韦电磁场理论,金属导体处于交变的磁场中,导体内部就会感应产生电流,这种感应出来的电流在导体内部
4、就像水的旋涡那样在导体的近表旋转,由于其运动类似于漩涡所以被人们称为电涡流,这种无法被人体感知的电涡流场就称为电涡流效应.电涡流式传感器就是利用这种电涡流效应的原理而发明的一种传感器.(黄继昌的传感器工作原理及实际应用) 从电磁学的角度可以把被测金属也可以简化为一个简单的感应线圈,并且线圈与被测金属之间的互感系数将随着线圈与被测金属之间的距离的减少而增大.被测导体的各种参数不同,既能引起电涡流传感器线圈电阻R值的变化，也能引起线圈感抗L和线圈品质因子Q值的变化.线圈阻抗Z与电阻率、磁导率、检测距离X、线圈激励电流的频率之间的关系.可以简写成Z=f(,x,),若只改变其中的某一个参数,而控制其他
5、参数不变,这样阻抗Z就可以表示成只与这个参数相关联的单值函数.通过前置器电子线路的处理,将线圈阻抗Z的变化,即头部体线圈与金属导的距离D的变化转化成电压或电流的变化,输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间而变化,电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物位移、振动等参数的测量.（梁森的自动检测技术及应用） 电涡流传感器系统广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业和一些科研单位.电涡流传感器 的量程小也是一个待突破的难点,并且如何改善电涡流传感器在环境恶劣条件下的工作也有待于通过调研,进一步了解企业现状及需求.接下来进行分析与设计.确定数据来源的真实准确.再深入研究.涡流无损检测技术以其无接触式测
6、量、高灵敏度、便携式和低损耗等特点,在航空航天、新能源、轨道交通等不同工程领域得到日益广泛应用.但根据涡流检测机理,被测对象的电磁特性(电导率和磁导率)会强烈影响电涡流在被测对象表面的分布,被测对象的不同会得到不同的测量结果,从而削弱了可测量多种被测材料的互换性.这一缺陷导致了传统涡流传感器只能针对同种材料进行测试.（杨拓的新型电涡流传感器开发）在研制过程中由于诸多因素的限制导致电涡流传感器存在一些不容忽视的问题,其各种性能指标， 特别是工作环境温度对电涡流传感器测量精度的稳定性能影响尤为值得关注.电涡流传感器的使用环境一般较为恶劣, 特别是在温度变化较大的环境中应用时, 它的稳定性受到严峻考
7、验.(司倩倩的电涡流传感稳定性评价与实验研究)从电涡流传感器的基本原理出发,提出了提出了用双路电涡流传感器检测金属材质的方法和多CPU的工作模式,对组成检测系统的个功能单元进行了分析,设计了适合于检测金属材质的双路电涡流传感器以及相应的测量电路,接口电路和配套软件.从而实现对金属材质的动态实时综合检测.由于采用了双路传感器和多CPU处理结构.系统具有较高的检测准确性和工作可靠性,使用价值较高.(郎家峰的基于双涡流传感器的金属材质动态检测系统设计)3.可行性分析： 本人在大学期间系统的学习了测试与传感技术、机械课程设计等相关专业课 程 和金工实习、生产实习等相应实习课程.在硬件方面,工业中心和图
8、书馆提供了良好的 学习、设计环境,同时图书馆拥有大量丰富的文献和资料,能够使用相 关指导书、技 术手册、图册等专业书籍,相信在指导老师的引导和帮助下,一定 能够顺利按时完成 设计. 的萨达的萨达 毕 业 论 文 开 题 报 告研究方案：1.研究内容： 按要求设计合理的检测流程; 认真分析电涡流的工作原理,选择合理的电涡流传感器； 电涡流线圈的设计； 激励源频率及功率的选择,了解电压信号相关原理； 2.研究方法： 首先阅读大量相关文献资料,教材及新闻背景资料,包括机械制造的原理及方法、测试与传感技术等.通过调研,进一步了解企业现状及需求.接下来进行分析与设计.确定数据来源的真实准确.再进行设计.
9、进度安排： 2月 21日 3 月15 日 调研、文献检索并整理资料 3月16 日 3 月22 日 准备开题报告 3月23 日 4 月16 日 学习相关知识对电涡流传感器进行合理的安放 4月17 日 5 月10 日 设计合理的控制系统及选择或设计合适的元器件 5月11 日 6月 8 日 撰写毕业论文 6月 9 日 6月 10日 准备和进行论文答辩 毕 业 论 文 开 题 报 告指导教师意见： 指导教师： 年 月 日 参考文献：1 何道清.传感器与传感技术M.北京：科学出版社,2003 2 廖雅琴.电涡流传感器的仿真与设计D.成都：电子科技大学,20073 贾伯年,俞朴,宋爱国.传感器技术M.南京
10、：东南大学出版社,20064 田裕鹏,姚恩涛,李开宁.传感器原理M.北京：科技大学出版社,20075 杨拓.新型电涡流传感器的开发J.硕士学位论文.成都：电子科技大学,20116 梁森,欧阳三泰,王侃夫.自动检测技术及应用M.北京：机械工业出版社,20067 郎家峰,杨明,吴晓琳等.基于双涡流传感器的金属材质动态检测系统设计B. 南京：南京航空航天大学,2005,13（5）8 黄继昌.传感器工作原理及实际应用M.北京：人民邮电出版社,19989 于亚婷,杜平安,廖雅琴.线圈形状及几何参数对电涡流传感器性能的影响A. 仪器仪表学报.2007,28(6):4610 司倩倩.电涡流传感稳定性评价与实
11、验研究D.硕士学位论文.北京：北京化工 大学,201111 曹钊滨.数字涡流检测技术的研发D.硕士学位论文.太原：中北大学,201312 侯维娜,屈双惠.涡流检测的现状及新发展A.重庆工学院院报.2007, 21（8）:3413 Luis S. Rosado, Filipe A. Cardoso, Susana Cardoso, Pedro M. Ramos, Paulo P.Freitas,Moiss Pie.Eddy currents testing probe with magneto-resistive sensors and differential measurementJ.App
12、lied Magnetic Resonance, 2013, Vol.44 (6), pp.671-689.14 Xingle Chen, Yinzhao Lei.Excitation current waveform for eddy current testing on the thickness of ferromagnetic platesJ,NDT and E International, 2014, Vol.6615 Liu, Ze, Koffman, Andrew D, Waltrip, Bryan C, Wang, Yicheng.Eddy Current Rail Inspection Using AC Bridge TechniquesJ,Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology, 2013, Vol.118 , pp.140-14 . .
