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非接触距离厚度的脉冲涡流检测方法研究

赵亮  
【摘要】: 本文主要采用脉冲涡流无损检测技术对测量金属厚度和金属与线圈之间距离的方法进行了研究。 在轧机行业中,金属板轧制后的厚度检测是影响产品质量的重要环节。目前,对于金属厚度检测的方法有很多,例如接触式检测法、射线检测法、超声波检测法、电涡流检测方法等。但上述几种检测方法在检测过程中都存在一定问题。因此,应用了脉冲涡流检测方法,该方法具有检测速度快、非接触等特点。 本文首先研究了检测金属厚度的几种传统的方法,提出了脉冲涡流检测方法的优势。介绍了涡流检测的基本理论,提出了涡流的阻抗分析法。其次在此基础上,本文参照C.V.Dood、W.E.Deeds等人多层金属厚度涡流检测的数学模型,推导了单层金属厚度的电涡流检测数学模型,并利用Maxwell电磁方程组,通过求解矢量磁位的边值问题得到了矢量磁位的解析解,进而推导出了媒质上方放置式空心线圈的阻抗,并根据得到的线圈阻抗数学模型,结合特征值方法,利用神经网络得到了金属的厚度、金属与线圈之间的距离和信号特征值的非线性关系,得到了满意的结果。另外,通过硬件实验研究了脉冲涡流检测技术,从数据中找到了金属的厚度、金属与线圈距离和感应电压的关系,并利用最小二乘方法对数据进行了拟合和验证,得到了较好的结果。最后根据ABB公司给出的脉冲涡流检测厚度原理图,提出了一种计算解决办法,通过仿真实验研究了金属厚度、金属和线圈之间的距离与线圈中的感应信号之间的关系,得出一些有用的结论,为进一步研究奠定了基础。


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