谢文英：车轴(车轮)磁粉探伤系统设计

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1、华东交通大学课程设计华东交通大学(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23华东交通大学课程设计目录《测控系统设计》课程设计任务书2一、序言4二、方案设计42.1设计方案的选择42.2磁粉探伤的设计原理52.3电路设计（硬件）52.3.1磁化方法52.3.2检测模块62.3.3放大模块62.3.4A/D模块72.3.5显示模块72.4软件设计8三、仿真及实验调试123.1电路仿真123.2试验调试123.2.1放大模块123.2.2A/D模块及显示

2、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1823华东交通大学课程设计《测控系统设计》课程设计任务书一、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、控制电路、主机电路等，以及合理选择有关元器件及正确使用相关工具与仪器设备，设计接口程序、控制算法程序以及主程序等，并且能结合实际调试与实验进行有关精度分析与讨论。二、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、焊接或插接与调试、控制与系统程序设计、精度分析以及撰写报告等工作。三、设计题目车轴（车轮）磁粉探伤系统设计四、设计内容1、

3、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、设计进度或计划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3、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、设计任务书3、设计题目4、序言可包括系统工作原理的介绍等。5、方案设计及论证：可先进行总体方案设计与论证；再分模块进行方案设计与论证；各模块设计中应包括适当的精度分析及选型等。6、实验或系统调试可包括实验调试工具仪器、实验结果及

4、适当的分析等。23华东交通大学课程设计5、心得体会6、主要参考文献另：撰写格式应符合一定的要求，请参照华东交通大学本科生毕业论文撰写规范进行。可参看撰写要求。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（样机）50%、图纸及说明书质量（含答辩）30%等确定。八、装定要求装入统一的资料袋中，报告装定好，顺序：封面，目录，设计任务书，正文，参考文献，附录等。23华东交通大学课程设计一、序言机车车辆的车轴（车轮）承受着很大的动态应力，随着新型机车的功率参数和现代列车行车速度的普遍提高，车轴（车轮）承受的应力也越来越大。因此，对车轴（车轮）的可靠性和检验的要求也相应提

5、高。磁粉探伤的原理：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

6、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。二、方案设计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

7、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。23华东交通大学课程设计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