高速无损探伤试验台监控系统的设计与实现

摘要

无损探伤作为一种先进的非接触式检测技术，在高速铁路的钢轨裂纹检测上有着重大的应用价值。本文针对钢轨无损探伤研究的试验需求，介绍了研制无损探伤试验台的目标，分析了电磁探伤的实验原理，明确了无损探伤试验台的工作原理以及监控系统的工作目标。 为实现无损探伤试验台的自动控制，本文设计了嵌入式的监控系统。在介绍了嵌入式系统技术的应用特点后，选择了基于ARM Cortex-M3的STM32F103ZET6嵌入式处理器，从功能完整性角度分析了嵌入式系统的硬件组成，介绍了变频调速系统的工作原理，分析了机电系统的选型原则，选择了F2000-G矢量变频器和YZP132M2-8交流电机作为电力拖动方案，设计了变频调速接口实现试验台的运动控制；设计了基于SZGB-6转速传感器和CWY-DO-504位移传感器的监测系统和基于DMT8048070S0_05W的人机交互系统，通过Altium Designer设计了变频调速接口、数据采集接口、人机交互接口等硬件电路，最终完成电路板的PCB设计。 在完成系统硬件设计后，本文主要介绍了基于RealView MDK的嵌入式软件开发与调试。首先，通过系统地介绍MODBUS协议组成与应用特点，分析了该协议的实现原理，结合嵌入式系统的特点通过编程实现了该协议，并应用于F2000-G的通信以实现变频调速的控制功能；其次，根据实际被测对象介绍了转速传感器与涡流传感器的应用特点，设计了脉冲测量和定时采样程序，实现无损探伤试验台实时监控功能；最后，基于人机交互的需要，分析了智能显示终端DMT8048070S0_05W的用户接口，设计了人机交互的处理方案并编程实现，满足了可视化需求。 最后，本文介绍试验台的装配，进行了各项功能的测试，结果表明，无损探伤试验台与嵌入式监控系统达到了预定的性能指标，满足了无损探伤的实验要求，具有操作简单、性能可靠、自动化程度高的优点，通过对课题研究工作的总结，指出了不足之处并对下一步工作进行了展望。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、注释表

声明

第一章 绪论

第二章 无损探伤试验台监控系统总体设计

第三章 硬件设计

第四章 嵌入式监控系统的软件设计

第五章 装配与测试

第六章 总结与展望

参考文献

致 谢

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