文档介绍：嵌入式低频涡流测厚系统

(深圳大学,工程技术学院 2000 自动化系古宏浩)
(学号:2000112013)

内容摘要:本系统应用低频涡流检测技术,快速地对石油储罐罐底钢板的缺陷进行在役
检测。本文对检测方法和原理进行了分析,并详细地对基于 ARM7 的嵌入式系统的硬件设
计作了介绍。本系统主要由一个高效、高速的模数—模数转换电路,通信接口,用户接口组
成。
关键词:无损检测,涡流,嵌入式, DMA
教师点评:本文在分析多通道低频涡流检测系统的基础上,提出了基于嵌入式 CPU 的
解决方案,重点解决了多通道数据采集与传送问题。本文的工作为开发小型、便携式多通道
涡流探伤仪奠定了基础。(点评教师:费跃农,副教授)

一引言
在石化行业中,广泛使用着各种形式的储存设备,其中有不少设备在高温、高压和强腐
蚀介质中运行。由于腐蚀、冲刷、疲劳应力等作用,会使设备产生各种腐蚀缺陷、损伤和壁
厚减薄,这将严重威胁设备的安全运行。在役的无损检测技术显得尤为重要。
二常用无损检测方法
1. 超声检测 Ultrasonic Testing(UT)。当超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和
内部组织的变化对其传播产生一定的影响,通过对超声波受影响程度和状况的探测,从
而了解材料性能和结构变化。
2. 射线检测 Radiographic Testing(RT)。利用射线(X 射线、γ射线、中子射线等)穿过
被检测材料时的强度衰减,在 X 射线胶片上的感光程度也不同,由此生成内部不连续
的图像,检测其内部结构不连续性。
3. 磁粉检测 ic particle Testing(MT)。利用检验介质放在被测物体表面,在被测物
表面通入直流电,检测漏磁来发现材料表面的缺陷。
4. 渗透检测 rate Testing (PT)。利用液体的毛细管作用,将渗透液渗入材料表面缺
陷处。通过显象剂与渗透液发生化学反应来检测缺陷。
5. 涡流检测 Eddy current Testing(ET)。在激励线圈中通入交变的电流,通过检测被测材
料中感生的涡流来分析被测材料的缺陷。
三低频涡流检测
检测原理
涡流检测是一种比较法检测,为了调试仪器、评定缺陷,必须预先制作标准样管。目前
1
大多标准件是按照 ASME(The American Society of Mechanical Engineers)有关规定进行加
工。利用信号的相关性,我们可以测出缺陷的情况。涡流穿透深度与频率的关系如下式:
δ= 1
fµσ
公式 1
由公式 1 可知,在材料的电导率和磁导率不变的情况下,如果我们以通过低频交变电流作激
励,则渗透深度会增加。我们以直接磁耦合的形式来拾取涡流信号,并分析缺陷的情况。
检测方法
在实际的应用中,我们用 5-20Hz 正弦波作激励信号,每个周期采集 100 个数据点,每
个点有一排 32 路涡流传感器的检测数据。实验证明,利用常规涡流测厚的分析算法,配合
高效、高速的数据采集系统,达到较理想的检测效果。由涡流传感器上检测到的信号十分微
弱,通常为微伏级,同时也参杂了许多外界杂散干扰,其数量级也能比有