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基于单片机的管材缺陷快速检测装置

摘要

由于本次设计要求对管材进行无损伤缺陷检测，并且能够快速检测出管材的内部质量缺陷并进行缺陷部位指示，我设计了基于单片机的涡流快速检测系统。设计原理是电磁感应现象和涡流。检测到系统分为激励部分和检测部分。激励部分由振荡器，功率放大电路和激励线圈组成。当管材上通过交流信号，检测线圈能检测到电信号，而缺陷部位的电信号会发生变化。检测部分使用涡流检测线圈作为传感器，采用差动式连接。检测数据使用放大器进行放大，再通过滤波器提取有效数据。单片机对数据进行分析，用红色发光二级管进行报警，使用数码管进行缺陷位置显示和幅值显示。验收时由对比试样来确定验收标准。当开关S1合上时，验收数据由P1口获得。

关键字：单片机，涡流检测，无损检测

 

目录

摘要 I

1 绪论 1

1.1 选题的目的和意义 1

1.2 本题的主要工作 1

1.3 管材的相关知识 1

1.4 本次设计将要用到的相关知识 1

2 方案分析 2

2.1 无损检测方法选择 2

2.1.1 前言 2

2.1.2五大常规无损检测方法的比较 2

2.2 涡流检测 4

2.2.1 涡流检测的发展背景 4

2.2.2 涡流信号的形成 4

2.2.3 集肤效应与涡流透入深度 4

2.2.4 探伤频率的选择 5

2.2.5 涡流检测装置 5

2.2.6 标准试样和对比试样 7

2.2.7 检测信号的分析与处理技术 8

2.2.8 检验的整个流程 9

2.3 单片机AT89C51 9

2.3.1 AT89C51基本知识 9

2.3.2 AT89系列单片机的优点 12

2.3.3 定时器 12

2.3.4 振荡器 13

2.4 总体方案总结 14

3 硬件设计 15

3.1 激励部分 15

3.2 检测部分 17

3.2.1 信号转换部分 17

3.2.2 放大部分 17

3.2.3 干扰滤除部分 18

3.2.4 A/D转换部分 19

3.2.5 发光二极管部分和数码管显示部分 21

3.3 本次设计用到的软件简介 23

3.4 总体电路图 24

4 软件设计 26

5 程序设计 27

5.1 C51编译器简介 27

5.2 程序 27

总结 32

谢词 33

参考文献 34

 

总结

这次毕业设计持续了一个学期，经过我的努力和老师的指导，终于完成了。刚选择这个题目的时候感觉比较简单。但经历了整个毕业设计才发现自己当初的想法太简单了。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。当学习了涡流检测和单片机的相关知识之后，发现设计并不仅仅是课本上的东西可以完成的。通过这次毕业设计，我们才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的学习中，我将更加，努力提高自己知识和综合素质。

这次毕业设计让我了解了硬件开发的整个过程。虽然之前做过一次微机原理的课程设计，但这次毕业设计更复杂，详细。从最初的查阅图书，查阅文献和外文翻译，对涡流检测有了初步的认知，脑子中有了好多方案。但每种都感觉缺陷太多或难以实现，始终形不成完整的整体方案。本次设计好多东西对我来说都是新的，涡流检测，单片机，proteus都没接触过。尝试一个新的事物是不错的一件事。这次设计增加了我对硬件开发的兴趣。

整个过程中，从整体方案设计，细节设计，硬件设计，软件设计，程序设计到最后的整体反思，我都力求合理性、准确性、实用性、经济性，努力将自己新学到的东西融入进去，使功能更加完善。这次设计经过了反复的修改，也使我认识到硬件开发的复杂性。

这次设计还存在不少待完善的地方。首先，在涡流检测方法的选择上，我偏重于快速和易于实现，选择了涡流检测。但如果检测深度深的话，检测效果不如超声波检测。其次，本次设计所用的软件proteus自带的有仿真功能，但最后我并没有做出电路的仿真，这也是比较遗憾的地方。另外，本次设计的检测系统自动化程度还不是很高，显示也不是非常直观。

这次毕业设计是毕业前一次非常好的锻炼机会，同时也是最后的一次机会。在这次毕业设计中，我学到了很多。对以后的学习和工作都将产生积极的影响。

 

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