嵌入式系统在涡流无损探测系统中的应用

　　0　前言

　　嵌入式技术是研究的热点和趋势。在工业控制、消费类终端、医疗以及汽车四大领域,嵌入式技术给人们带来了飞跃性的应用感受。在工控方面,未来的工厂将更加智能化、数字化,它包括工控机、人机界面、测试仪器、控制系统等多个方面,都有无限的应用空间和发展潜力[1]。

　　另外,无损探伤技术是在不损伤工件的前提下,根据工件缺陷的物理特性而对其进行检测的方法,目的是完成缺陷检测、进行质量控制等。常用的无损检测方法有射线探伤、超声波探伤、着色探伤、磁粉探伤和涡流探伤等。对金属类材料进行无损探伤常用方法是涡流探伤,该方法根据交流电场在钢铁、铝、铜等金属中产生的涡流磁场进行检测。在线涡流无损探测仪的设计和开发,对铜、铁生产和加工企业具有相当重要的意义。

　　作者很好地结合了嵌入式技术和无损探伤技术进行涡流无损探测仪的设计。

　　1　系统总体设计

　　根据GB/T14480-93涡流探伤系统性能测试方法和参考国标GB/T 5248-1998铜及铜合金无缝管涡流探伤方法,设计如图1所示的嵌入式涡流无损探测仪。

　　按照设计要求安装系统测试铜线,无损探测仪利用涡流无损探头探测铜线表面,由S3C44B0X嵌入式系统驱动伺服电机匀速拉动被测电线,再利用A/D口进行系统的数据采集,同时实时显示测量数据,并对测试结果进行判断打印。

　　2　无损探测原理

　　交变磁场在接近被检管材时,在其表面和近表面产生涡电流及相应的涡流磁场。涡流磁场的作用是削弱和抵消激励磁场。管材中存在的缺陷会改变这些作用,引起检测线圈的阻抗变化。这些因电磁感应的变化而产生的信号,经过仪器的相位分析、调制分析等信号处理,通过声报警、光报警、标记、打印等装置做出记录,评定被检管材是否存在缺陷。

　　对金属类材料进行无损探伤常用方法是涡流探伤。该方法根据交流电场在钢铁、铝、铜等金属中产生的涡流磁场进行检测。涡流无损探头是一种在线的高速探测器件,在铜、铁生产和加工线中有比较广泛的应用。

　　由于涡流无损检测是质量控制的主要措施,对在线的涡流无损探头检测精度和灵敏度进行计量和测试具有相当重要的意义。但是,目前这方面还没有相应的设备和手段,产品出现质量问题寄回原生产单位进行检测成本太高,不太现实。设计和制造能够测试涡流无损探测头精度和灵敏度的设备,成为进行质量和成本控制的关键。

　　3　嵌入式系统

　　随着电子技术和计算机技术的不断发展,出现了性能优良的嵌入式系统,其在工业生产、产品质量控制等领域应用日益广泛。