AT89S52单片机金属构件无损探伤系统设计(2)
4.5带通滤波电路设计 22
4.6 A/D转换电路设计 24
4.7 串行通信电路设计 24
5 系统软件设计 26
5.1单片机程序流程图 26
5.2 上位机管理软件的设计 28
6 结论 36
致 谢 37
参考文献 38
附录 39
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
随着我国经济的迅速发展，我国的工业化已逐步的从世界的“工厂”发展成为一个对于工业的品质有着更高要求的工业化，在这一转变过程中，工业品质的提高、高质量材料的应用很大程度上得益于检测技术的发展。自20世纪以来，检测技术已广泛应用于工业生产、科学研究和人们的日常生活领域，成为了衡量一个国家工业化水平的重要标志。随着计算机技术、信息技术、数字信号处理技术、自动化的飞速发展，对于检测水平的要求也在不断地升高。无损检测技术NDT（Nondestructive Test）作为一种新兴的综合性的应用技术发展了起来，在不破坏被检材料、设备的材质和结构的前提下，利用材料出现的缺陷所引起的物理变化来探伤的方法。
在现代工业中，各种金属材料的结构广泛的应用于轴类、管道、机械、核设备以及各种飞行器中。首先，在金属构件的生产过程中如浇铸、焊接、切削、锻造、冲压及热处理等众多环节，不可避免的会产生诸如焊缝的存在、气孔、夹渣、裂纹等问题，有些是肉眼可以观察出的，而若是内部存在这些缺陷却不知道缺陷的严重程度则是致命的。其次，在这些金属构件长时间的运行和使用过程中，也不可避免的会出现疲劳腐蚀，产生裂纹以致使金属结构损坏的现象，严重的还会诱发灾难性的事故，造成财产损失甚至是人员伤亡。因此无损检测技术的存在就显得特别重要，也因此而得以迅速地发展，无损检测技术的广泛应用大大地降低了产品的不良率，提高了产品的质量、安全性和可靠性，也大大提高了相关产业的经济效益。
无损检测也称无损探伤，这两个概念不作区别，无损检测的方法有很多，比较常见的是：
（1）射线照相法检测（Radiographic Testing，简称RT）：射线照相法的发展自1896年X射线透检金属内部缺陷开始，继而到X射线管及X射线设备、X光机的出现，工业射线照相技术在不断地完善与发展。射线检测的优点在于对于被检的工件无材料和形状的限制，且有直观的影像显示，对于缺陷能够定性和定位，但是仍具有一定的局限性，如平面的检测灵敏度较低、对人体有害。
（2）磁粉检测（Magneticparticle Testing，简称MT）：磁粉检测用于金属工件表层缺陷的检测，利用磁现象来探伤，磁粉检测这一设想于1922年被提出，1941年后从理论到实践已初步形成一种无损探伤方法，此后，在各方面，磁粉检测都得到了迅速的发展，尤其是航空航天和汽车行业。磁粉检测的优点是设备简单、易于操作、成本低、结果显示直观，但是要保证被检测表面与磁粉的高耦合程度和被检工件的清洁。
（3）渗透检测（Penetrant Testing，简称PT）：渗透检测也用于工件表面缺陷的检测，可以检测非磁性材料，此处可理解为对磁粉无损探伤技术的补充，渗透检测需要特制的液态染料和显像剂才能对工件进行无损探伤。渗透检测的原理简单、易于操作、不受工件外形的影响，能够全面的探伤，但是灵敏度受人为因素影响且重复性较差。
（4）涡流检测（Eddy current Testing，简称 ET）：涡流检测利用涡流传感器在被检工件表面产生的涡流效应进行探伤，利用感应涡流磁场对于传感器产生的激励主磁场的影响，根据涡流磁场的强度变化和检测到的感应差压信号的变化来得到工件的缺陷信号，而这两种变化通常由被检工件及涡流传感器的物理因素导致，如被检工件的磁导率和电导率、探测线圈的几何特征和电流的频率等。但是涡流检测法仅适用于对导电材料的探伤，且只能对表面或者近表面的缺陷进行检测，干扰因素较多，需要借助特殊的信号处理技术来分析缺陷特征信号。