基于嵌入式的铁磁信号检测系统设计及应用技术研究

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钢铁型材大量应用于铁路、油田、桥梁以及钢结构建筑中。这些材料的应变和缺陷检测是系统安全评估重要环节。磁测应力法是一种先进的无损检测技术,适用于对铁磁性材料的应力检测。随着微处理器技术的发展,磁测应力信号检测技术手段的提高,使便携式和在线式的智能型磁探测仪表具有很大的应用前景。   本文目的是研究并设计一套基于嵌入式铁磁信号检测仪表的解决方案,为便携式磁探测设备的研发奠定基础;同时在研究铁磁材料磁特性的基础之上,对磁-电信号的采集、转换以及信号与应力之间的关系展开初步研究。   本课题的具体工作如下:1.探讨了铁磁材料磁特性基本理论,分析了压磁效应及金属磁记忆效应的产生机理和其应力检测的应用方向。   2.结合工程建设领域的实际需求,设计了一套由磁探测器和手持终端两部分组成的嵌入式铁磁信号检测架构方案,它们之间通过无线模块传输。   3.以STM32F103处理器为核心,实现了一种弱磁信号的磁阻式磁探测器。它通过磁阻传感器对铁磁性材料表面磁场强度法向分量进行采集,然后经过信号调理电路送处理器采集处理。   4.在研究电磁理论基础之上,设计了一种压磁式磁探测器方案,给出了磁信号转化为阻抗表征的思路;并研究了阻抗测量技术,实现了以STM32F103和AD5933结合的阻抗测量装置,对阻抗测量装置的精度进行了测试。   5.研究Linux和Qt图形系统开发流程,搭建了Qt/Embedded开发环境。手持终端以S3C2410为硬件平台,实现了磁测装置的人机交互界面的软件开发。   6.利用自制磁测系统进行了相关实验,验证并探索了钢铁型材表面磁场强度和应力之间的关系,为磁测应力技术的进一步研究打下了基础。  
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