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第一章引言

1.1 研究背景

随着生产制造技术的发展，生产制造精密轴孔类零件越来越多，同时也对零部件的检测精度提出了更高的要求。由于很难保证一个孔每一个截面尺寸都相同，特别是对于异型孔径又是内径有所变化的这类特殊孔，并且在同等公差等级条件下，孔类零件比轴类零件难度大得多。在人工检测方法中，不能够准确判断所测截面是否是与轴线垂直的截面，并且对于轴向距离太长的孔人工无法深入内部检测。因此，异型孔径零件的高精度、高效、经济的检测就成为一个较难克服的问题。

生产制造中零件几何测量，相对来说较为关键的测量步骤就是针对于所需物件的轴孔相关直径的测量。由于使用到的测量设备器材的可以运作范围空间的限制，导致测量速度缓慢，操作不方便导致的精准度下降，尤其是孔径较小、轴向距离较长的深孔。深孔类零件在机械生产中应用较为广泛，各种液压缸、无缝钢管、军用武器的身管等等。在我国西气东输工程中，管道运输是一种效率最高、安全系数最大、成本最小的运输方式，管道在石油、天然气、核工业各方面应用广泛。为了提高管道的寿命、降低生产维护成本，对管道检测提出了新的要求，避免一切安全事故发生，必须对管道的检测达到一个新的高度，以满足更高的使用要求。

目前，我国乃至世界的炮兵装备愈发的良好且完备。所以与此对应的需求也愈发的苛刻，比如在测量精度、测量设备需求、设备器材相应的技能，从而使得检测设备在整个武器系统中处于关键地位。不仅对生产制造中的设备发挥着一定的作用，还对使用后的武器装备有着重要意义。火炮身管质量的优劣，直接关系到火炮的寿命以及射击精度，并且对火炮的剩余安全使用寿命预测起着决定性作用，所以为了正确预判火炮使用过后的安全使用寿命，必须对身管参数进行精确测量。

批量大、种类多，使得火炮在我军以及外军当中应用广泛，各军种都有装备和使用。为了适应现在世界的发展，实战的需求，火炮的类型作出相应的改变，火炮的很多功能也要同步地进行改进和完善。尤其是它在实际操作当中，被置于

首要位置的安全性能，还有需要注意的发射出来的准确度基本上都会由于火炮内侧的质量变化而变化，火炮内径以及炮筒直线度这些性能参数会对火炮产生不可预测的后果。对于任意一种火炮，至为重要的一个元素元件应当属于火炮的身管部分，同时其在整个火炮中起着举足轻重的作用。所以，怎样对火炮发射的准确度进行一定程度的改善和提高，完美预判火炮使用后的剩余安全使用寿命，能够自动精准测量火炮身管参数有着致命性的影响。

1.2 课题分析的方针

针对可能对火炮发射准确度产生不一样程度影响的因素点，我们小组进行了不同方案的分析和研究，得知其中较为重要的因素点实质上为火炮自身身管的很多项指标和参数。希望可以对火炮身管进行针对性的测量是实验的至关重要的环节步骤，与此同时，还需要确保需要研究的一些物件的质量和一定的安全性能。尤其在对火炮身管进行针对性的测量中又一关键环节步骤就是对其内部表面的检查和测量操作。我们不可能会避免该火炮在一些演习或者实际使用当中发生的有关性能的不完善或者是缺失，但是需要放在首要观测点的还是安全性能的保障。

火炮炮筒内径检测是火炮内壁检测中极其重要的一项任务，在火炮的生产及后期维护当中，为了保证其维修质量，后期使用安全性，必须对火炮内壁进行检测。

火炮炮筒内壁检测也是为了检查生产质量和在射击过程中的磨损、烧蚀等情况。火炮经过实战射击完成后，炮筒内壁会出现细小的裂痕以及一些肉眼看不到的瑕疵，在经过多次的射击任务后，这些瑕疵会被无限的放大，裂痕会越来越深，这些问题呗放大到一定程度的的时候，火炮炮筒在高温高压的情况下可能会突然炸裂，威胁到使用人员的安全。所以，我们有必要对火炮炮筒进行高精度的测量，从而提高火炮的射击精准度以及使用安全性。

1.3 国内外研究现状

1.3.1身管检测技术简介

内径检测技术，将机电系统融合在一起，激光技术、计算机技术、光栅技术以及CMD摄像技术、光电检测技术，不再是某一种检测技术单一的使用，而是

将多种测量技术充分融合，对内径进行高精准度测量。现在，能够进入钢管内自动爬行测量的机器人受到了人们的青睐，它可以对管道自行测量、检测、维修。管道机器人是一种可以携带多种测量设备，完成多种任务的装置，工作人员通过远程操作控制该装置在狭小的空间内完任务。与市面上常见的普通机器人对比，它一般是在极限条件下、常规测量不能完成该任务的情况下进行工作，比如石油输送管道测量、火炮身管内径测量、液压装置的液压缸、气缸内径测量。

1.3.2国内研究现状

从上个世纪80年代末，我国科学家就对内径检测技术进行了深入研究，我国的内径检测技术得到了高速发展，将计算机与高精度的传感器融合，快速高效高精度地对内径进行测量。

正如同下图1.1所显示出来的有关于我们国家某一大学所研发出来的可以在管道中进行爬行操作的机器人一样。选择像蚯蚓一样的蠕动操作进行爬行，这一机器人相比较我们之前所设计出来的原始的机器人而言，采用了新型的电磁铁为动力源，而非传统的电机驱动，此管道机器人机械结构相对简单，控制方式更加的简单方便易操作，经济性能良好。该产品可以适应任何的异型管路，可以进入到轴向距离较长的细长管中，人工无法准确测量的异型管路。我们可以根据需要选择不同的电磁铁作为动力源，以满足我们的需求。该机器人还具有快捷拆卸、方便维修、便于更换的良好性能。

图1.1 管道机器人

我国东华大学自行研究设计制造的机器人，在实践中发挥积极作用，可以进入到老式的空调中清理灰尘、杀菌消毒，避免长期使用对人体产生不必要的伤害，还可以进入异型管路中拍照检测。如图 1.2 所示，该设备可以满足多数的异型管路卫生清理，在管路中遇到障碍的时候可以自行越过，实用性增强；此设备能够进入到圆形的管路当中，以及长方形的管路当中，此类设备大多采用电动机作为动力源，机械结构简单，便于安装。

图1.2异型管道清洁机器人

对于无缝钢管内壁检测的方法是多种多样的，国内很多机构都对该项目进行了深入的研究，可是设计制造的设备功能太过于单一，无法满足多方位的检测需求，比如只能够测钢管的直线度，以及只能检测钢管的内径。

1.3.3国外研究现状

目前，随着科技的进步，零部件制造的精度不断提高，检测技术也取得了巨大的进步，检测设备也更加的完善，将灵敏度更高的传感器与功能强大的计算机，以及精准度更高的现代控制理论相融合，使得检测设备的高精度上升到一个新的高度。国内，将CCD成像技术运用到多个领域，各行各业都有涉猎。国外，很多工程师将灵敏度更高、测量范围更大的传感器运用到检测系统中，使得检测系统可以实现高精度的测量，以达到更高的使用需求。欧美国家和日本设计制造了多种多样的先进检测设备和仪器，将分辨率更好的传感器植入到检测设备当中，比如涡流传感器可以用来测量厚度，这些设备被用于各种需求，进行无损检测。欧美国家率先将激光检测技术运用到无缝钢管内径检测当中。日本作为机电技术

成熟的发达国家，充分借鉴其它国家的研究成果，加以改进提高，设计制造出各种各样的运用于异型管路的机器人。

1.4 小结

通过研究国内外的资料显示，管径较小的检测设备仍处于设计研发阶段，发展空间巨大，但是距离在实践中使用，发挥积极作用还有很长的路要走。目前市面上可以投入到生产实践当中去的检测设备，只能检测管径较大的管路。根据以上研究内容发现，目前研制的管道机器人只能在管路清理卫生、杀菌消毒、障碍清理，无法对管径进行高精准度的测量。

设计制造微型的管路机器人需要多个学科的专业知识融合，机械、电子、液压、气动和电气的融合，难度系数较大，不易轻易实现，作为一个新型的研究制造机构，生产研发过程中不可避免的会遇到棘手的难题。

查阅相关资料可知，管内机器人在设计、制造方面都达到了一个新的高度。虽然尚未投入到生产实践当中去，但是经过试验证明，这些机构可以满足实践需求，各有千秋。例如：在医院手术中，用于人体肠内检测的微型机器人，它以气体作为动力源，运用了仿生学，在人体内爬行，无损窥探。该机构有一定的优势，尺寸小的多，运行过程中消耗能量较少，机械设计结构简单；但是它也有一定的缺点，作为驱动的气体输送不便，整个工作过程中的导线和气管杂乱，存在一定的危险性。

目前，国内以及国外对于微型管道机器人的研究仍处于设计和研发阶段，发展空间巨大，所以我们还面临着很多的问题，需要我们进一步的研究解决，并且这类微小机器人与传统的同等大小的机械结构有着本质的区别：

（1）微型模型样式的机器人不是我们理解程度上的在原始的那种大规模样式的机器人的体积上的一定程度的缩小样式的。这种改良型的微型模型样式的机器人也不会是在原始的那种大规模样式的机器人的架构上的一定程度的浓缩样式的，而是将新型的零部件集成，集成机电系统的集成体。

（2）驱动方式。在一般的机械结构设计当中，必须要考虑物体的运动，但是微型机器人不用考虑。

（3）新材料、新工艺问题。采用新型的工艺技术，改变传统思维，运用新

型材料，结构轻便化，经济性能良好的集成系统，将机电系统发展的更好。

（4）能源供应和控制问题。采用新型能源驱动，在工作状态下降低能耗，降低使用成本；采用新型的控制方式，利用仿生学，研究一些微小昆虫的运行方式，运用到实践当中去，将利益发挥到极致。

（5）管内的条件效应。微小机器人进入到管内，尤其是一些异型管内，会遇到一系列问题，比如管内壁粗糙，平整度不够，都会对微型机器人产生影响，所以微型机器人的发展还有很长的路要走，面临一系列的挑战，需要我们进一步的研究设计，做出更好的产品，以达到更好的使用效果。

第二章火炮身管内径自动测量系统结构总体方案概述

火炮炮筒的优劣会影响到整个火炮系统，也是评判火炮性能优劣的一个重要指标。火炮炮筒是一个变径的有锥度的无缝钢管，轴向距离较长，孔径变化较大，与其他的物体尺寸测量相比，由于结构细长，测量仪器无法完全深入测量，精准度难以保证，火炮炮筒内径检测难度系数更大。

目前，国内的传感器水平还不够高，灵敏度、分辨率均处于落后水平，所以对火炮内壁检测还没有完美的解决方案。火炮炮筒在加工出厂时，只能依赖传统的专用量规来测量是否合格，检查炮筒的轴向距离，各锥面的锥度值，以及抽查某一段的内径是否符合公差要求。上述方法只能适用于尚未投入使用的生产制造。在经过实际使用后，仍无法准确测量。使用最为原始的方法，物理学中介绍的阿基米德排水法，将炮筒内注满水，来计算炮筒的体积，由于测量方法太过于粗糙，导致无法满足高精准度的要求，并且此方法无法测量火炮身管内径。

测量火炮炮筒内壁质量是是一项极其重要的任务，对于准确预测火炮剩余安全使用寿命，提高火炮执行任务中的精准度有着重要意义。面对异型孔径、细长孔无法实现高精准度这一现象，在老师的指导与帮助下设计制造了一套有关火炮身管内侧部位的检查观测设备机器，对于该设备机器的要求不单单是针对身管内侧部位的检查和观测，，对于一些细长的深孔和异型孔径也能够高精准度的测量，此装置制造成本低，经济效益良好，操作简单，自动化程度高，可以推广到生产实践当中去。

火炮炮筒是组合体，多个圆柱面与多个锥面组合而成，它们的中心线都在同一条直线上，在测量过程中我们主要测量炮筒在不同截面的直径。

通过该装置主要测量火炮炮筒的两方面数据，炮筒的轴向距离，以及与之相对应的各截面直径。

该装置采用了光栅传感器，通过光栅的位移来测量炮筒的轴向尺寸和径向尺寸。径向尺寸测量采用接触式测量，光栅读数头读取位移量来记录径向数据，测头安装在一块儿上，滑块儿上安装有光栅尺，测头的移动带动滑块儿的移动；轴向距离采用非接触式测量，利用光栅测量。

2.1 火炮身管的测量性能指标要求

对火炮炮管测量的技术要求：

（1）炮筒内径变化范围： d=120～165毫米

（2）炮筒轴向距离范围：L小于且等于900毫米

（3）相同轴面上的观测度量的不确定程度：Ua大致为0.004毫米

（4）同一圆心的范围大致要大于且等于3毫米附近波动

（5）开关磁阻电机的相对转动速度要大于且等于25毫米每秒

（6）对于横截面积的精准度判断是在小于且等于0.003毫米附近波动

（7）横轴方向的光栅传感器的指标和参数：

观测和度量的范围：0到1000毫米之内

观测和度量的精度：1μm

（8）纵轴方向的光栅传感器的指标和参数：

观测和度量的范围：0到90毫米之内

观测和度量的精度：1μm

（9）一组光栅传感器倘若放置于相同的横截面中：

一个光栅传感器和相对应的观测于度量的垂直偏差应该在小于且等于0.03毫米左右；

另一个光栅传感器与相对应的观测于度量的距离偏差也应该在小于且等于0.03毫米左右。

2.2 光栅中位移传感器的运作原理简述

上面说到的该设备机器一般适用于高精度的距离测量。它具有测量范围广、精度级别高、自动化程度高等优点，在实际使用过程中，不会轻易被外界干扰以至于影响测量精度，稳定性强。通常运用于高精度的测量仪器当中。它是一个反馈型的元器件，光栅读取头根据标尺光栅的移动测量位移与距离，将测量值反馈回系统，通过数值显示器显示出来。

随着现代生产技术水平的提高，光栅传感器的精度也越来越高，它的体积越来越小，将光栅传感器运用于火炮炮筒内径自动检测装置中，完全能够达到精度

要求。这种观测和度量设备就符合了我们实验的相关需求，不单单可以对火炮身管内侧部位的直径进行观测和度量，还可以对一系列需要观测和度量的部位进行操作。

2.2.1光栅传感器的划分

由于所对应的需求和需求量的不一样，构造和设计出来的光栅传感器也不尽相同，从性质上主要可以被划分为两大块：物理类的光栅传感器和计量类的光栅传感器，然后在计量类的光栅传感器当中又可以进一步地划分为：投射类的光栅传感器和反射类的光栅传感器。

2.2.2光栅位移传感器的运作机能

在计量类的光栅传感器当中最为普遍和常见的就是光栅位移传感器，它主要就是采用了莫尔条纹的一种光现象的原理实现相应的观测和度量操作的。下面来简要介绍一下其运作的方式方法：当设定出来放置距离一样的光栅，在这里我们假定一个光栅为L1，另外一个光栅为L2。在尽可能的移动范围之内，通过光源一定程度的照射中通过光衍射和干涉之下，我们来观测这些明暗相互间隔的有规律性的条纹，这些可以观测出来的条纹，也就是我们常说的莫尔条纹。紧接着，我们将L1用螺丝钉等设备使其固定在需要被监测的物件上，在尽可能的移动范围之内进行一定移动并且记录下来。开始的时候，经过光电器件使得这些有规律的明暗相间的条纹通过一系列的内部简化，模拟出电信号，再放大成形，使之得到大概有九十度的正弦规律的波纹。然后我们得到的数据信息为[40,41]。

莫尔条纹主要特性：

（1）更替规则

这些有规律的条纹一般情况下会随着光源一定程度的照射过程中的衍射作用和干涉作用而产生一系列的变换和更替、

（2）放大效果

倘若一组光栅线所成的角度及其的小的时候，该光栅的光栅距、这些有规律条纹之间的距离以及光栅线所成的夹角的度数之间的关系：

L =

W

2sin θ

2≈

W

θ（式

2.1）

根据（式 2.1）我们基本上得知，倘若一组光栅直接进行相对的移动的时候，使得一个光栅的栅距为W 时，那么这些有规律的条纹相对移动的距离就为L。所以当光栅线所成的夹角的度数越小的时候，这些有规律的条纹相对移动的距离就会越大。

（3）均衡效果

因为这些有规律的条纹是通过大量的光作用构造的条纹来共同生成的，但是其中的一些外界因素导致产生的不一样距离的误差，在莫尔条纹中会被弱化，甚至直接不做考虑成分。

（4）距离变换

因为光栅的所产生我们模拟出来的光栅线呈现的角度是可以改变的，因此，我们就在这一组光栅的相对位移固定的前提之下，来对光栅线呈现的角度的方向进行不同程度的调整，那么就会使得这些有规律的条纹的移动方向产生变换。2.2.3光栅线位移传感器的相关性能

（1）观测和度量的精准度

光栅线位移传感器设备的观测和度量的精准度一般情况下来说和以下几点有着密切关系：

（a）指示光栅对于所需要操作的物体进行扫描的质量和性能；

（b）信号处理电路当中的可能会产生误差的小元件的质量和性能；

（c）光栅在相对位移时候的误差指标和参数等等。

（2）信号加工

对于光栅机器设备的观测和度量，主要就是通过把这些有规律的条纹进行分解之后进一步的详细观测和度量操作。针对这些分解主要就可以按照相对质量、相对位移的准确度、光信号在进行传播过程当中作用出来的有规律的条纹波动图形等等。另外一个方面，我们在试验当中还要确保进行的效率，在读出我们需要的数据信息的同时还要提高相应的速度。

（3）细分工艺

其中的主要可以进行细分工艺的操作有很多种，比如我们常用的直接细分工艺、锁相细分工艺、软件细分工艺以及电桥细分工艺等等。通过以上这些操作方式来对需要进行观测和度量的光栅的光栅距离也就变换成为上述那些有规律的

条纹条数来观测和度量了。

（4）光栅的指标记号

既然光栅在试验当中是作为增量性质的观测和度量的指标，那么我们可以间接通过对光栅线的相对位移进行观测和记录从而确定出我们需要的那个指标和参数。在对整个火炮的身管进行观测和度量的时候，我们需要根据客户给定或者事先规定的距离编码来对缩短到零位的这直接的距离进行进一步的观测和度量。然后运用到的光栅尺的绝对位置就可以通过上面得到的两个参考指标的记号来决定了。

2.2.4产品选择

本文中选用国产某公司的ISL-A1-1000直线光栅尺，该光栅是一种通用的微型组件式系统，可在米思米官网直接购买，分辨率为 1 μm ，有效行程为1000mm，最大测量速度50m/min,符合设计的测量精度要求，如表1所示。

表1

ISL-A1-1000系统的特性与优点有：

（1）可以直接装配在微型系统；

（2）无损测量高精度测量；

（3）不易受外界干扰，稳定性强；

（4）便于安装；

（5）读数头小巧便于安装。

与其配合的有读数头安装架，如图2.1、2.2所示：

图2.1 读出数据设备安装支架图2.2 读出数据设备安装支架

2.3 自动观测和度量总体结构以及相应原理

2.3.1自动观测和度量总体结构以及相应原理

我们所选择的该火炮身管的内部观测和度量的机器设备主要是由以下几个部分构成的：随机控制系统部分、传送部分、左右定位部分、直径观测和度量部分以及计算机控制系统部分等。

（1）随机控制系统部分：随机控制系统主体是随机电磁电机，通电为直流电。我们选择的是三菱随机控制系统，分辨率为 17bit，拥有电磁制动器，可以更平稳的结束运转,如图2.3所示。联轴器选用的是广州COUP-LINK，型号为DAAKPC19-6-6，如图2.4所示。

图2.3 伺服电机图2.4 联轴器（2）传动部分：采用光杠和丝杠结合，齿轮啮合的方式，滚珠丝杠选用

C-VALUE系列的C-BSS1505-1000，采用标准螺母，精密丝杠轴向间隙0.015mm 以下，如图2.5所示。光杠选用C-VALUE系列的CPSFJZ8-[20-800/1]-M[3,4, 5]-N[3,4,5]-SC[0-792/1]，如图2.6所示，直线轴承等部件。

图2.5 滚珠丝杠图2.6 光杠（3）左右端定位：其中的滚轮设备是为了方便辅助滚珠丝杠以及光杠支撑

操作的，主要在整个火炮当中起着支撑的作用，简介地影响到了发射的准确度和精准度。

（4）直径观测和度量：通过光栅尺来对直径进行观测和度量，如图2.7所示。压缩弹簧（P515，线圈外径55.6mm，压紧长度为 49mm）,如图2.8所示。探头等部件。

图2.7 直线滑轨图2.8 压缩弹簧

（5）计算机控制系统部分：光栅尺数显箱，XYZ三轴独立显示，如图2.9所示。

图2.9 光栅尺数显箱

2.3.2SolidWorks 软件简介

Solidworks公式成立1993年成立，公司最初成立的目的是为了给工作的工程师们设计一套绘图软件。它是基于Windows系统开发设计的一个软件，操作简单方便，便于学习，可以熟练使用Windows系统人员能够很快上手该软件。目前，该软件在全球积累了大量的用户，并在全球设立办事处推广该软件，该软件可以运用于各行各业，比如机械制造，生产制造之前绘制零件图，生成装配图，可以直接将装配图转化为生产需要的工程图。根据资料显示，每年有大量的培训机构来教授该软件的使用，国内外知名高校也都在教学比如国内的顶尖学府清华大学，美国的著名学府麻省理工大学。并且Solidworks公司内部工程师每时每刻都在不断地创新，研究新的技术以满足更多的需求，迎合世界发展的潮流，越来越多的用户使用并认可该软件，公司不断努力创新，也使得该公司满获赞誉，从该软件制造出来现在共斩获十七项国际大奖。用户的认可与支持，使得该软件在各行各业都保有大量的用户，尤其是在机械设计制造行业，有着其他三维软件不可撼动的地位。

Solidworksr软件功能强大可实现多种需求，从最简单零件图，到各个零件组合装配成装配体,可以选择各种颜色来区分各个零部件，还可以进行模型的仿真。

与其他的三维设计软件相比较，该软件有如下特点；

（1）基于功能强大的Windows系统，简单易学方便操作，学习起来速度更快，效率更高。

（2）功能强大，在各个领域都有应用，机械设计制造业、航空航天发动机生产制造、钣金、动画制作等等。给一个机械结构加上一个驱动，该结构就可以动起来，演示起来更加生动。

（3）可以制作零件图，选定一定的基准，可以将零件装配到一起生成装配体，可以将装配体直接生成工程图，各个零件加上颜色便于区分。如图 2.10总体装配图。

图2.10 总体装配图

2.3.3测量系统的测量原理

将火炮炮筒两端面的中心线作为基准轴线，将该装置的左右定位装置安装在炮筒筒口两侧，滚珠丝杠和光杠与基准轴线相重合，位于同一轴线上可以抗外界因素干扰，保证读数准确性。驱动装置伺服电机带动滚珠丝杠，滑块儿在光杠上做平稳地定向移动。外部设备计算机通过控制伺服电机进而控制整个检测装置，实现数据的采集与处理，经过后台CPU运算，获得轴向某距离对应的截面直径。该测量装置精度极高，测量误差在0.005mm以内，完全满足火炮炮筒测量精度要求，测量精度不易受到外界干扰。

（1）轴向观测和度量：正如同下图 2.11 所示出来的为轴向测量的示意图

图2.11 轴向观测和度量图

（2）径向观测和度量：正如同下图 2.12 所示出来的为径向测量的示意图

图2.12 径向测量机构示意图

测量原理如图2.13所示：

图2.13 观测和度量系统理论图

相关的观测和度量系统构造正如下图2.14所显示出来的一样：

2.4 本章概论

这一章主要是针对火炮身管内侧的部分进行检测，并且得出了综合分析，对该装置的运行方式、测量方法、测量原理、零件的选用进行分析，对光栅传感器进行了综合描述及优缺点分析，并选择了适合本装置的的传感器，了解三维制图软件Solidworks发展史，并用该软件绘制了装配图。

无损探伤常见问题汇总

无损探伤常见问题汇总 资料整理：无损检测资源网 沧州市欧谱检测仪器有限公司

物理探伤就是不产生化学变化的情况下进行无损探伤。 一、什么是无损探伤? 答：无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。 二、常用的探伤方法有哪些? 答：常用的无损探伤方法有：X光射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤、γ射线探伤、萤光探伤、着色探伤等方法。 三、试述磁粉探伤的原理? 答：它的基本原理是：当工件磁化时，若工件表面有缺陷存在，由于缺陷处的磁阻增大而产生漏磁，形成局部磁场，磁粉便在此处显示缺陷的形状和位置，从而判断缺陷的存在。 四、试述磁粉探伤的种类? 1、按工件磁化方向的不同，可分为周向磁化法、纵向磁化法、复合磁化法和旋转磁化法。 2、按采用磁化电流的不同可分为：直流磁化法、半波直流磁化法、和交流磁化法。 3、按探伤所采用磁粉的配制不同，可分为干粉法和湿粉法。 五、磁粉探伤的缺陷有哪些? 答：磁粉探伤设备简单、操作容易、检验迅速、具有较高的探伤灵敏度，无损检测资源网可用来发现铁磁材料镍、钴及其合金、碳素钢及某些合金钢的表面或近表面的缺陷;它适于薄壁件或焊缝表面裂纹的检验，也能显露出一定深度和大小的未焊透缺陷;但难于发现气孔、夹碴及隐藏在焊缝深处的缺陷。 六、缺陷磁痕可分为几类? 答：1、各种工艺性质缺陷的磁痕; 2、材料夹渣带来的发纹磁痕; 3、夹渣、气孔带来的点状磁痕。

七、试述产生漏磁的原因? 答：由于铁磁性材料的磁率远大于非铁磁材料的导磁率，根据工件被磁化后的磁通密度B=μH来分析，在工件的单位面积上穿过B根磁线，而在缺陷区域的单位面积上不能容许B根磁力线通过，就迫使一部分磁力线挤到缺陷下面的材料里，其它磁力线不得不被迫逸出工件表面以外出形成漏磁，磁粉将被这样所引起的漏磁所吸引。 八、试述产生漏磁的影响因素? 答：1、缺陷的磁导率：缺陷的磁导率越小、则漏磁越强。 2、磁化磁场强度(磁化力)大小：磁化力越大、漏磁越强。 3、被检工件的形状和尺寸、缺陷的形状大小、埋藏深度等：当其他条件相同时，埋藏在表面下深度相同的气孔产生的漏磁要比横向裂纹所产生的漏磁要小。 九、某些零件在磁粉探伤后为什么要退磁? 答：某些转动部件的剩磁将会吸引铁屑而使部件在转动中产生摩擦损坏，如轴类轴承等。某些零件的剩磁将会使附近的仪表指示失常。因此某些零件在磁粉探伤后为什么要退磁处理。 十、超声波探伤的基本原理是什么? 答：超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在萤光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。 十一、超声波探伤与X射线探伤相比较有何优的缺点? 答：超声波探伤比X射线探伤具有较高的探伤灵敏度、周期短、成本低、灵活方便、效率高，对人体无害等优点;缺点是对工作表面要求平滑、要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、对缺陷没有直观性;超声波探伤适合于厚度较大的零件检验。 十二、超声波探伤的主要特性有哪些? 答：1、超声波在介质中传播时，在不同质界面上具有反射的特性，如

各种常见无损探伤方法简介与比较

各种常见无损探伤方法简介与比较 三种常规无损检测方法的比较 无损检测就是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息，进而判定被检对象所处技术状态(如合格与否、剩余寿命等)的所有技术手段的总称。 常用的无损检测方法：超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和液体渗透检测(PT)。 超声波检测(UT) 1、超声波检测的定义： 通过超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。 2、超声波工作的原理： 主要是基于超声波在试件中的传播特性。声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入试件；超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征被改变；改变后的超声波通过检测设备被接收，并可对其进行处理和分析；根据接收的超声波的特征，评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。 3、超声波检测的优点： a.适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测； b.穿透能力强，可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。如对金属材料，可检测厚度为1～2mm的薄壁管材和板材，也可检测几米长的钢锻件； c.缺陷定位较准确； d.对面积型缺陷的检出率较高； e.灵敏度高，可检测试件内部尺寸很小的缺陷； f.检测成本低、速度快，设备轻便，对人体及环境无害，使用较方便。 4、超声波检测的局限性

a.对试件中的缺陷进行精确的定性、定量仍须作深入研究； b.对具有复杂形状或不规则外形的试件进行超声检测有困难； c.缺陷的位置、取向和形状对检测结果有一定影响； d.材质、晶粒度等对检测有较大影响； e.以常用的手工A型脉冲反射法检测时结果显示不直观，且检测结果无直接见证记录。 5、超声检测的适用范围 a.从检测对象的材料来说，可用于金属、非金属和复合材料； b.从检测对象的制造工艺来说，可用于锻件、铸件、焊接件、胶结件等； c.从检测对象的形状来说，可用于板材、棒材、管材等； d.从检测对象的尺寸来说，厚度可小至1mm，也可大至几米； e.从缺陷部位来说，既可以是表面缺陷，也可以是内部缺陷。锻件是金属被施加压力，通过塑性变形塑造要求的形状或合适的压缩力的物件。这种力量典型的通过使用铁锤或压力来实现。铸件过程建造了精致的颗粒结构，并改进了金属的物理属性。在零部件的现实使用中，一个正确的设计能使颗粒流在主压力的方向。 磁粉检测(MT) 1. 磁粉检测的原理： 铁磁性材料和工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状和大小 2. 磁粉检测的适用性和局限性： a.磁粉探伤适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄(如可检测出长0.1mm、宽为微米级的裂纹)，目视难以看出的不连续性。 b.磁粉检测可对原材料、半成品、成品工件和在役的零部件检测，还可对板材、型材、管材、棒材、焊接件、铸钢件及锻钢件进行检测。 c.可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷。 d.磁粉检测不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝，也不能检测铜、铝、镁、钛等非磁性材料。对于表面浅的划伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面夹角小于20°的分层和折叠难以发现。 渗透检测(PT) 1.液体渗透检测的基本原理： 零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透剂后，在毛细管作用下，经过一段时间，渗透液可以渗透进表面开口缺陷中；经去除零件表面多余的渗透液后，再在零件表面施涂显像剂，同样，在毛细管的作用下，显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显像剂中，在一定的光源下(紫外线光或白光)，缺陷处的渗透液痕迹被现实，(黄绿色荧光或鲜艳红色)，从而探测出缺陷的形貌及分布状态。 2.渗透检测的优点： a.可检测各种材料；金属、非金属材料；磁性、非磁性材料；焊接、锻造、轧制等加工方式； b.具有较高的灵敏度(可发现0.1μm宽缺陷) c.显示直观、操作方便、检测费用低。 3.渗透检测的缺点及局限性： a.它只能检出表面开口的缺陷； b.不适于检查多孔性疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件； c.渗透检测只能检出缺陷的表面分布，难以确定缺陷的实际深度，因而很难对缺陷做出定量评价。检出结果受操作者的影响也较大。 由于各种检测方法都具有一定的特点，为提高检测结果可靠性，应根据设备材质、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式，预计可能产生的缺陷种类、形状、部位和取向，选择最适当无损检测方法。 任何一种无损检测方法都不是万能的，每种方法都有自己的优点和缺点。应尽可能多用几种检测方法，互相取长补短，以保障承压设备安全运行。

无损检测综合试题

无损检测综合试题 选择题(选择一个正确答案) 1.超声波检测中,产生和接收超声波的方法,通常是利用某些晶体的(c ) a.电磁效应 b.磁致伸缩效应 c.压电效应 d.磁敏效应 2.目前工业超声波检测应用的波型是(f ) a.爬行纵波 b.瑞利波 c.压缩波 d.剪切波 e.兰姆波 f.以上都是 3.工件内部裂纹属于面积型缺陷,最适宜的检测方法应该是(a ) a.超声波检测 b.渗透检测 c.目视检测 d.磁粉检测 e.涡流检测 f.射线检测 4.被检件中缺陷的取向与超声波的入射方向(a )时,可获得最大超声波反射： a.垂直 b.平行 c.倾斜45° d.都可以 5.工业射线照相检测中常用的射线有(f )： a.X射线 b.α射线 c.中子射线 d.γ射线 e.β射线 f.a和d 6.射线检测法适用于检验的缺陷是(e ) a.锻钢件中的折叠 b.铸件金属中的气孔 c.金属板材中的分层 d.金属焊缝中的夹渣 e. b和d 7.10居里钴60γ射线源衰减到1.25居里,需要的时间约为(c )： a.5年 b.1年 c.16年 d.21年 8.X射线照相检测工艺参数主要是(e )： a.焦距 b.管电压 c.管电流 d.曝光时间 e.以上都是 9.X射线照相的主要目的是（c ）： a.检验晶粒度； b.检验表面质量； c.检验内部质量； d.以上全是 10.工件中缺陷的取向与X射线入射方向(b )时,在底片上能获得最清晰的缺陷影 像：a.垂直 b.平行 c.倾斜45°d.都可以 11.渗透检测法适用于检验的缺陷是(a )： a.表面开口缺陷 b.近表面缺陷 c.内部缺陷 d.以上都对 12.渗透检测法可以发现下述哪种缺陷?(c ) a.锻件中的残余缩孔 b.钢板中的分层 c.齿轮的磨削裂纹 d.锻钢件中的夹杂物 13.着色渗透探伤能发现的缺陷是(a )： a.表面开口缺陷 b.近表面缺陷 c.内部未焊透

一种永磁同步电机转子初始位置的判断方法

说明书摘要 本发明公开一种永磁同步电机转子初始位置的判断方法，步骤是：首先利用脉振高频电压注入法得到初次估计的转子位置，然后在初次估计的交轴上注入一个正方向扰动信号，再估计转子位置，根据估计得到的转速方向判断磁极极性，得到电机转子初始位置。此种方法可解决脉振高频电压信号注入法检测转子初始位置时磁极极性的收敛问题，无需在直轴上注入正负方向的脉冲电流，可以有效地实现转子初始位置估算。

摘要附图

1、一种永磁同步电机转子初始位置的判断方法，其特征在于包括如下步骤： （1）在??d q -估计同步旋转坐标系的?d 轴上注入高频电压信号?cos()d mh h u U t ω=，给定?q 轴电压?0q u =； （2）检测电机的两相电流，并经过Clarke 和Park 坐标系变换，得到??d q -估计同步旋转坐标系的?q 轴电流?q i ，并依照以下步骤估计转子的位置和转速：首先，将检测得到的?q 轴电流?q i 乘以调制信号cos()t h u t ω=；然后，对相乘后所得的信号低通滤波，得到?q 轴电流?q i 的幅值信号()f θ?；最后，对该幅值信号()f θ?进行PI 调节，得到估计转速?ω ，对估计转速?ω积分得到估计的转子位置； （3）重复步骤（2），直至估计的转子位置收敛为一恒定值，即为初次估计 的转子位置?first θ； （4）在??d q -估计同步旋转坐标系的?d 轴上注入高频电压信号?cos()d mh h u U t ω=，在?q 轴注入一个正方向扰动信号，重复步骤（2），直至电机转过一定角度γ，0γ>； （5）根据步骤（3）估计得到的转速方向判断磁极极性，当转速为正时，收 敛的磁极极性为N 极，转子初始位置??=initial first θθ；当转速为负时，收敛的磁极极性为S 极，转子初始位置??=initial first θθπ+。 2、如权利要求1所述的一种永磁同步电机转子初始位置的判断方法，其特 征在于：所述步骤（1）中，采用转子的估计位置?θ进行Park 逆变换，获得实际两相静止坐标系下电压的给定值?u α和?u β。

钢管公称直径与外径对照表

一般来说，管子的直径可分为外径、内径、公称直径。管材为无缝钢管的管子的外径用字母D来表示，其后附加外直径的尺寸和壁厚，例如外径为108的无缝钢管，壁厚为5MM，用D108*5表示，塑料管也用外径表示，如De63,其他如钢筋混凝土管、铸铁管、镀锌钢管等采用DN表示，在设计图纸中一般采用公称直径来表示，公称直径是为了设计制造和维修的方便人为地规定的一种标准，也较公称通径，是管子（或者管件）的规格名称。管子的公称直径和其内径、外径都不相等，例如：公称直径为100MM的无缝钢管邮102*5、108*5等好几种，108为管子的外径，5表示管子的壁厚，因此，该钢管的内径为（108*5-5）＝98MM，但是它不完全等于钢管外径减两倍壁厚之差，也可以说，公称直径是接近于内径，但是又不等于内径的一种管子直径的规格名称，在设计图纸中所以要用公称直径，目的是为了根据公称直径可以确定管子、管件、阀门、法兰、垫片等结构尺寸与连接尺寸，公称直径采用符号DN表示，如果在设计图纸中采用外径表示，也应该作出管道规格对照表，表明某种管道的公称直径，壁厚。 . 管子系列标准 压力管道设计及施工，首先考虑压力管道及其元件标准系列的选用。世界各国应用的标准体系虽然多，大体可分成两大类。压力管道标准见表3。法兰标准见表4。 表3 压力管道标准 分类 大外径系列 小外径系列 规格 DN-公称直径 Ф－外径 DN15-ф22mm，DN20-ф27mm DN25-ф34mm，DN32-ф42mm DN40-ф48mm，DN50-ф60mm DN65-ф76(73)mm，DN80-ф89mm DN100-ф114mm，DN125-ф140mm DN150-ф168mm，DN200-ф219mm DN250-ф273mm，DN300-ф324mm DN350-ф360mm，DN400-ф406mm

管道公称直径和外径、内径的对应关系

压力管道标准规格 DN-公称直径 Ф－外径大外径系列 DN15-ф22mm，DN20-ф27mm DN25-ф34mm，DN32-ф42mm DN40-ф48mm，DN50-ф60mm DN65-ф76(73)mm，DN80-ф89mm DN100-ф114mm，DN125-ф140mm DN150-ф168mm，DN200-ф219mm DN250-ф273mm，DN300-ф324mm DN350-ф360mm，DN400-ф406mm DN450-ф457mm，DN500-ф508mm DN600-ф610mm， 小外径系列 DN15-ф18mm，DN20-ф25mm DN25-ф32mm，DN32-ф38mm DN40-ф45mm，DN50-ф57mm DN65-ф73mm，DN80-ф89mm DN100-ф108mm，DN125-ф133mm DN150-ф159mm，DN200-ф219mm DN250-ф273mm，DN300-ф325mm DN350-ф377mm，DN400-ф426mm DN450-ф480mm，DN500-ф530mm DN600-ф630mm， 一般来说，管子的直径可分为外径、内径、公称直径。管材为无缝钢管的管子的外径用字母D来表示，其后附加外直径的尺寸和壁厚，例如外径为108的无缝钢管，壁厚为5MM，用D108*5表示，塑料管也用外径表示，如De63,其他如钢筋混凝土管、铸铁管、镀锌钢管等采用DN 表示，在设计图纸中一般采用公称直径来表示，公称直径是为了设计制造和维修的方便人为地规定的一种标准，也较公称通径，是管子（或者管件）的规格名称。管子的公称直径和其内径、外径都不相等，例如：公称直径为100MM的无缝钢管邮102*5、108*5等好几种，108为管子的外径，5表示管子的壁厚，因此，该钢管的内径为（108*5-5）＝98MM，但是它不完全等于钢管外径减两倍壁厚之差，也可以说，公称直径是接近于内径，但是又不等于内径的一种管子直径的规格名称，在设计图纸中所以要用公称直径，目的是为了根据公称直径可以确定管子、管件、阀门、法兰、垫片等结构尺寸与连接尺寸，公称直径采用符号DN表示，如果在设计图纸中采用外径表示，也应该作出管道规格对照表，表明某种管道的公称直径，

管道公称直径和外径对照表

1. 压力容器的公称直径 用钢板卷焊制成的筒体，其公称直径指的是内径。现行标准中规定的公称直径系列如表4-4所示。若容器直径较小，筒体可直接采用无缝钢管制作。此时，公称直径指钢管外径。封头的公称直径与筒体一致。 2.管子的公称直径 一般来说，管子的直径可分为外径、内径、公称直径。管材为无缝钢管的管子的外径用字母D来表示，其后附加外直径的尺寸和壁厚，例如外径为108的无缝钢管，壁厚为5MM，用D108*5表示，塑料管也用外径表示，如De63,其他如钢筋混凝土管、铸铁管、镀锌钢管等采用DN表示，在设计图纸中一般采用公称直径来表示，公称直径是为了设计制造和维修的方便人为地规定的一种标准，也叫公称通径，是管子（或者管件）的规格名称。管子的公称直径和其内径、外径都不相等，例如：公称直径为100MM的无缝钢管有102*5、108*5等好几种，108为管子的外径，5表示管子的壁厚，因此，该钢管的内径为（108-5-5）＝98MM，但是它不完全等于钢管外径减两倍壁厚之差，也可以说，公称直径是接近于内径，但是又不等于内径的一种管子直径的规格名称，在设计图纸中所以要用公称直径，目的是为了根据公称直径可以确定管子、管件、阀门、法兰、垫片等结构尺寸与连接尺寸，公称直径采用符号DN表示，如果在设计图纸中采用外径表示，也应该作出管道规格对照表，表明某种管道的公称直径，壁厚。 为了使管子、管件连接尺寸统一，采用DN表示其公称直径（也称公称口径、公称通径)。化工厂用来输送水、煤气、空气、油以及取暖用蒸汽等一般压力的流体，管道往往采用电焊钢管，称有缝管。有缝管按厚度可分为薄壁钢管、普通钢管和加厚钢管。其公称直径不是外径，也不是内径，而是近似普通钢管内径的一个名义尺寸。每一公称直径，对应一个外径，其内径数值随厚度不同而不同。公称直径可用公制mm表示，也可用英制in表示。 管路附件也用公称直径表示，意义同有缝管。 工程中所用的无缝管，如输送流体用无缝钢管(GB 8163-87)、石油裂化用无缝钢管(GB 9948-88)、化肥设备用高压无缝钢管（GB 6479-86)等，标记方法不用公称直径，而是以外径乘厚度表示。标准中称此外径与厚度为公称外径与公称厚度。 输送流体用无缝钢管和一般用途无缝钢管分热轧管和冷拔管两种。冷拔管的最大外径为200mm；热轧管的最大外径为630mm。在管道工程中，管径超过57mm 时，常采用热轧管。管径在57mm以内常选用冷拔管。 3. 容器零部件的公称直径 有些零部件如法兰、支座等的公称直径，指的是与它相配的筒体、封头的公称直径。DN2000法兰是指与DN2000筒体(容器)或封头相配的法兰。DN2000鞍座是指支承DN2000mm容器的鞍式支座。还有一些零部件的公称直径是与它相配的管子公称直径表示的。如管法兰，DN200管法兰是指连接DN200mm管子的管法兰。另有一些容器零部件，其公称直径是指结构中的某一重要尺寸，如视镜的视孔、填料箱的轴径等。DN80(Dg80)视镜，其窥视孔的直径为80mm。

混凝土结构常用无损检测方法

混凝土结构常用无损检测方法 摘要:介绍了回弹法、超声波法、雷达法等各种混凝土无损检测方法的工作原理，分析了各自的特点及适用范围。在实际工程中，宜使用两种或两种以上方法进行检测，以互相验证，提高检测的效率及可靠性。? 无论是工业及民用建筑，还是公路、铁路、水利及水电工程等都广泛使用混凝土材料，混凝土的质量关系到整个工程的质量。传统的混凝土强度检验方法是在浇筑地点随机抽取试样，对试样进行抗压强度试验，由试验结果来评定混凝土的强度。由于试样的制作条件、养护环境及受力状态与原位混凝土均存在着明显的差异，试样的实验结果难以全面、准确地反映原位混凝土的质量状况，显然无损检测是获得原位混凝土真实质量的有效方法。早在20 世纪30 年代，人们就开始研究混凝土无损检测技术。1948 年，瑞士科学家施密特（ E. Schmidt ）研制成回弹仪；1949 年莱斯利（Leslie ）等人用超声脉冲成功检测混凝土；60年代费格瓦洛（I. Facaoaru）提岀用声速、回弹综合法估算混凝土强度；80年代中期，美国的Mary Sansalone 等用机械波反射法进行混凝土无损检测；90 年代以来，随着科学技术的快速发展，涌现岀一批新的测试方法，如微波吸收、雷达扫描、红外线谱、脉冲回波等方法。我国从50年代开始引进瑞士、英国、波兰等国的超声波仪器和回弹仪，并结合工程应用开展了一定的研究工作；60 年代初我国研制成功多种型号的超声波仪器，随后广泛进行了混凝土无损检测技术的研究和应用；80 年代混凝土无损检测技术在我国得到快速发展，并取得了一定的研究成果，除了超声、回弹等无损检测方法外，还进行了钻芯法、后装拔岀法的研究；90 年代以来，雷达技术、红外成像技术、冲击回 波技术等进入实用阶段，同时超声波检测仪器也由模拟式发展为数字式，可将测试数据传入计算机进行各种数据处理，以进一步提高检测的可靠性。 混凝土无损检测的方法主要有回弹法、超声法、超声回弹综合法、雷达法、冲击回波法、红外成像法、钻芯法、拔岀法及超声波CT 法等，其中钻芯法和拔岀法属局部破损或半破损检测方法。以下就各种方法的工作原理、特点及适用范围作以述评。 各种无损检测方法工作原理及其特点述评 1.1 回弹法 回弹法是以在混凝土结构或构件上测得的回弹值和碳化深度来评定混凝土结构或构件强度的一种方法，它不会对结构或构件的力学性质和承载能力产生不利影响，在工程上已得到广泛应用。 回弹法使用的仪器为回弹仪，它是一种直射锤击式仪器，是用一弹击锤来冲击与混凝土表面接触的弹击杆，然后弹击锤向后弹回，并在回弹仪的刻度标尺上指示岀回弹数值。回弹值的大小取决于与冲击能量有关的回弹能量，而回弹能量则反映了混凝土表层硬度与混凝土抗压强度之间的函数关系，即可以在混凝土的抗压强度与回弹值之间建立起一种函数关系，以回弹值来表示混凝土的抗压强度。回弹法只能测得混凝土表层的质量状况，内部情况却无法得知，这便限制了回弹法的应用范围，但由于回弹法操作简便，价格低廉，在工程上还是得到了广泛应用。 回弹法的基本原理是利用混凝土强度与表面硬度之间的关系，通过一定动能的钢杆件弹击混凝土表 面，并测得杆件回弹的距离（回弹值），利用回弹值与强度之间的相关关系来推定混凝土强度。 通常采用试验的方法得到回弹值与强度之间的相关关系，即建立混凝土强度f c cu与回弹值R之间 的一元回归公式，或混凝土强度与回弹值R及主要影响因素（如碳化深度）之间的二元回归公式。回归 的公式可采用各种不同的函数方程形式，根据大量试验数据进行回归拟合，择其相关系数较大者作为实用经验公式。目常常用的形式主要有以下几种： 直线方程 f c cu A BR 幂函数方程 f c cu AR B

基于高频电压注入法的永磁同步电机转子初始位置检测1

基于高频电压注入法的永磁同步电机转子初始位置检测 Initial Rotor Position Inspection of PMSM Based on Rotating High Frequency Voltage Signal Injection 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院蔡名飞周元钧 摘要:为了解决新型无位置传感器永磁同步电机的起动问题，提出了一种在电机静止状态下检测转子位置的新方法。 该方法在算法上改进了传统的旋转高频电压注入法，使得可以更为快速、准确的检测出转子初始(均扫位置。并且针对传统旋转高频电压注人法无法检测出转子永磁体极性问题，在dq旋转坐标系下，通过分析永磁同步卜匕机d轴磁链和定子电流之间的关系，利用d轴电流的泰勒级数展开，提出J’根据定子铁芯非线性磁化特性获得判另}J N/S极极性信息的新方一案。最后，建立了系统仿真模型。仿真结果验证了这种方法的有效性和可行性。此方法同样适用于永磁同步电机在中、低速时的转子位置检测。 关键词:永磁同步电机转子初始位置旋转高频注人非线性磁化特性N/S极极性 1引言 永磁同步电机高精态、高动态性能的速度、位置控制，都需要准确的转子位置信息。如果位置检测误差较大，会导致电机不能正常起动、运行。传统方法是通过机械式传感器来测量转子的速度和位置。但机械式传感器减低了系统的可靠性，增加了系统的成本;同时传感器对环境有着严格的要求，电磁干扰、温度、湿度、振动对它的测量精度都有影响。特别针对某些航空伺服电机，长期工作在恶劣、复杂的环境中，所以研究无位置传感器不仅可 以减少航空电机成本，而且可以减少不必要的引线，将大大提高整个系统的可靠性〔‘]。 最简单的无位置传感器控制方法是文献「2]提出的基于对检测到的电机反电动势进行积分，这种方法虽然简单，但是在零速或低速阶段因为反电动太小，难以检测而失败。后来人们又提出了高频注人法，其主要思想是用电机固有的空间凸极或凸极效应可以实现对转子位置的检测，这种方法与转速没有直接关系，有效克服了反电动势法的 缺陷。文献〔3]提出通过处理电流高频响应，采取求导取极值计算电机的初始位置，但这种方法存在震荡现象，高频电流也会因滤波器移相导致检测误差，并且也没有给出电 机N/S极极性检测方法。文献【4]提出在电机中注人幅值相同、方向不同的系列脉冲，检测并比较相应电流的大小来估计转子的位置。这种方法可行但是对注入脉冲的电压幅 值和时间控制要求比较高，操作复杂，检测时间过长。文献[[5][6]通过注人高频信号引起PMSM的d,q轴磁链饱和程度差异实现初始位置检测，这种方法高频电流信号提取复 杂，容易带来计算误差，难以做到转子位置的实时检测跟踪。文献〔7l所使用的电机经过特殊设计，不具普遍性，仅适用于理论研究。 为了解决以上方法的存在的问题，本文提出了一种基于旋转高频电压注人法的永磁同步电机转子初始位置检测的新方法。在电机静止状态下，通过向电机定子三相绕组中注入高频电压信号，利用电机凸极效应，通过处理高频电流响应，得出转子的位置信号。为此，本文进行了仿真研究，实现了转子d轴位置和N/S极极性的快速、准确检测。 2高频激励下的永磁同步电机的数学模型

伺服转子初始位置的检测

采用增量式光电编码器作为位置检测元件的PMSM伺服电机，必须要在系统刚上电时就测得电机精确的初始位置。因为在永磁伺服驱动系统中，电机转子的位置检测与初始定位是系统构成与运行的基本条件，也是矢量控制解耦的必要条件。只有永磁同步电机的转子位置能够准确知道，才可以按照矢量控制的一系列方程，将永磁同步电机等效变换成dq坐标系上的等效模型，系统才能按照类似他励直流电机的控制方法对永磁同步电机进行控制，从而可以达到他励直流电机构成的伺服传动系统的性能指标要求。使用增量式光电编码器测量电机位置的伺服系统中, 系统上电后需要先检测出电机的初始位置。电机的初始位置不仅影响伺服系统的定位精度, 而且会对电机的快速启动性能造成一定的影响。 在系统刚刚上电，电机尚未运行时，系统开始测量转子的初始位置，此过程只需要电流环工作，根据伺服系统运行要求，在寻找初始位置的过程中，只允许有很微小的抖动，并且要求很快回归原位。 假设，采用H45-8-2500-WL型光电编码器，电机转动过程中，编码器输出的信号：A（/A）、B（/B）、Z（/Z）、U（/U）、V（/V）和W（/W），如图1（b）所示。其中A（/A）、B（/B）两组信号为相差相位角的同频率信号，分辨率为2500PPR，通过判断两组脉冲的相位可以判断出电机的旋转方向，这两组信号经4倍频之后，电机空间位置的分辨率变为10000PPR。脉冲Z （/Z）是同步信号，电机每旋转一周产生一个信号，其产生的位置固定，即电机转子转到该位置时发出信号（零位信号）。 如图1所示为伺服电机混合式光电编码器的码盘结构及输出信号波形。码盘的中间码道为刻有高密度的增量式透光缝隙（2000，2500，3000PPR等），两边分布两组互成的三个缝隙，受光元件（Photo-Diode Array）接收到发光元件（LED）通过缝隙的光线而产生互差的三相信号，经过放大整形后输出矩形波信号U（/U）、V（/V）和W（/W）。利用这些信号的组合状态来分别代表磁极在空间的不同位置。U（/U）、V（/V）和W（/W）三相脉冲信号每转的脉冲个数与电机的极对数相一致。根据U（/U）、V（/V）和W （/W）三相脉冲的高低电平关系可以判断电机磁极的当前位置。其过程是：电机启动前，通过U（/U）、V（/V）和W（/W）三相脉冲的状态估算出电机磁极位置，即当前的角度，一旦电机旋转起来，光电编码器的增量式部分可以精确地检测出位置值。这里，伺服电机极对数为4对极，则每相输出信号U（/U）、V（/V）和W（/W）的周期为空间，在每个周期中可以组合成6种状态，每种状态代表空间角度范围为。

无损检测论文

无损检测技术的原理及应用 摘要：本文介绍了当前无损检测技术，包括射线、超声、渗透等常规技术和声发射、磁记忆等新技术．并论述它们的工作原理、优缺点和应用范围 关键词：无损检测；新技术 1 概述 随着现代工业的发展，对产品质量和结构安全性，使用可靠性提出越来越高的要求，由于无损检测技术具有不破坏试件，检测灵敏度高等优点，所以其应用日益广泛。本文主要介绍无损检测的常用技术如射线、超声、磁粉和渗透及新技术如声发射、磁记忆等。 2 无损检测方法 现代无损检测的定义是：在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法。 2．1射线检测 射线检测技术一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊 透等缺陷。射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。射线检测方法可获得缺陷的直观图像，对长度、宽度尺寸的定最也比较准确，检测结果有直观纪录，可以长期保存。但该方法对体积型缺陷(气孔、夹渣)检出率高，对体积型缺陷(如裂纹未熔合类)，如果照相角度不适当，容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件，且检测成本高、速度慢，同时对人体有害，需做特殊防护。 2．2超声波检测 超声检测是利用超声波在介质中传播时产生衰减，遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。与其它常规无损检测技术相比，它具有被测对象范围广；检测深度大；缺陷定位准确，检测灵敏度高；成本低，使用方便；速度快，对人体无害以及便于现场使用等特点。目前大量应用于金属材料和构件质量在线监控和产品的在投检查。如钢板、管道、焊鞋、堆焊层、复合层、压力容器及高压管道、路轨和机车车辆零部件、棱元件及集成电路引线的检测等。2．3渗透检测 渗透检测(PenetrantTest， )是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷， 其方法是将液体渗透液渗人工件表面开口缺陷中，用去除剂清除多余渗透液后，用显像剂表示出缺陷。渗透检测可有效用于除疏松多孑L性材料外的任何种类的材料，如钢铁材料、有色金属材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷。随着渗透检测方法在压力容器检测中的广泛应用，必须合理选择渗透剂及检测工艺、标准试块及受检压力容器实际缺陷试块，使用可行的渗透榆测方法标准等来提高渗透检测的可靠性。该方法操作简单成本低，缺陷显示赢观，检测灵敏度高，可检测的材料和缺陷范围广，对形状复杂的部件～次操作就可大致做到全面检测。但只能检测出材料的表面开口缺陷且不适用于多孔性材料的检验，对工件和环境有污染。渗透检测方法在检测表面微细裂纹时往往比射线检测灵敏度高，还可用于磁粉检测无法应用到的部位。2．4声发射检测 声发射(Acoustic Emission，AE)是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象。而弹性波可以反映出材料的一些性质。声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。在构件裂纹形成、扩展直至开裂过程中会发射出能量大小不同的声发射信号，根据声发射信号的大小可判断是否有裂纹产生、及裂纹的扩展程度。 声发射与X射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于它是一种动态无损检测方法。声发射信号是在外部条件作用下产生的，对缺陷的变化极为敏感，可以检测到微米数量级的显微裂纹产生、扩展的有关信息，检测灵敏度很高。此外，因为绝大多数材料都具有声发射特征．所以声发射检测不受材料限制，可以长期连续地监视缺陷的安全性和超限报警。 2．5磁记忆检测 磁记忆(metal magnetic memory，MMM)检测方法就是通过测量构件磁化状态来推断其应力

各种常用管道管径的表示方法及对照表

各种常用管道管径的表示方法及对照表 Revised as of 23 November 2020

各种常用管道管径的表示方法及对照表 夏某人2018-03-25 23:56:59 小编现给大家分享一下工程中各种管道管径的表示及对照表，请大家转发、收藏，以备不时之需！ ? 一、De、DN、D、d、Φ的含义 一般来说，管子的直径可分为外径（De）、内径（D）、公称直径（DN）。

1、DN是指管道的公称直径，是外径与内径的平均值。DN的值=De的值﹣*管壁厚度。注意：这既不是外径也不是内径。水、煤气输送钢管（镀锌钢管或非镀锌钢管）、铸铁管、钢塑复合管和聚氯乙烯（PVC）管等管材，应标注公称直径“DN”（如DN15、DN50）; 2、De主要是指管道外径，PPR、PE管、聚丙烯管外径，一般采用De标注的，均需要标注成外径 x 壁厚的形式，例De25 x 3; 3、D一般指管道内径; 4、d混凝土管内直径。钢筋混凝土（或混凝土）管、陶土管、耐酸陶瓷管、缸瓦管等管材，管径宜以内径d表示（如d230、d380等）; 5、φ表示普通圆的直径；也可表示管材的外径，但此时应在其后乘以壁厚。如φ25 x 3，表示外径25mm，壁厚为3mm的管材。对无缝钢管或有色金属管道，应标注“外径 x 壁厚”。例如φ108 x 4，φ可省略。中国、ISO和日本部分钢管标准采用壁厚尺寸表示钢管壁厚系列。对这类钢管规格的表示方法为管外径 x 壁厚。例如φ x ; 6、DN为Nominal diameter意思是公称直径; 7、De为external diameter意思是外径; 8、Dgdiametergong（汉语拼音“公”的声母）这下你就明白了，Dg是国产货，有中国特色的国产货，现在都不用了。 二、管径的表达方式

常用无损检测方法的特点及应用

检测方法优点缺点应用 射线检测 1.检测结果有直接记录——底片 2.可以获得缺陷的投影图像，缺陷 定性定量准确1.体积型缺陷检出率很 高，而面积型缺陷的检 出率受到多种因素影 响 2. 不适宜检验较厚工 作。 3. 检测角焊缝效果较 差，不适宜检测板材、 楱材、锻件。 4. 对缺陷在工作中厚 度方向的位置、尺寸 （高度）的确定比较困 难。 5. 射线对人体有伤害 1.焊缝透照。 2.平板对接焊 缝透照。 3.角形焊缝照 射。 4.管件对接焊 缝照射。 超声检测 1.面积型缺陷的检出率较高，而体积 型缺陷的检出率较低。 2.适宜检验厚度较大的工件，不适 宜检验较薄的工件。 3.应用范围广，可用于各种试件。 4.检测成本低、速度快，仪器体积 小、重量轻，现场使用较方便 5.对缺陷在工件厚度方向上的定位 较准确。1.无法得到缺陷直观图 像，定性困难，定量精 度不高。 2.检测结果无直接见 证记录。 3.材质、晶粒度对检测 有影响。 4.工件不规则的外形 和一些结构会影响检 测。 5.探头扫查面的平整 度和粗糙度对超声检 测有一定影响。 1.陶瓷气孔率 的检测。 2.陶瓷表面缺 陷检测。 3.钻孔灌注桩 的无损检测 磁粉检测 1.磁粉检测对工件中表面或近表面 的缺陷检测灵敏度最高。 2.对裂纹、折叠、夹层和未焊透等 缺陷较为灵敏，能直观地显示出缺 陷的大小、位置、形状和严重程度， 并可大致确定缺陷性质，检测结果 的重复性好。1.随着缺陷的埋藏深度 的增加，其检测灵敏度 迅速降低。因此，它被 广泛用于磁性材料表 面和近表面的缺陷 1.压力容器的 探伤。 2.锻件探伤。 3.疲劳缺陷探 伤。

常用管道公称直径和外径对照表

?常用管道公称直径和外径对照 ?公称直径(nominal diameter)，又称平均外径(mean outside diameter)。指标准化以后的标准直径，以DN表示，单位mm，例如内径1200mm的容器的公称直径标记为DN1200。它主要分为三方面： 1. 压力容器的公称直径 用钢板卷焊制成的筒体，其公称直径指的是内径。现行标准中规定的公称直径系列如表4-4所示。若容器直径较小，筒体可直接采用无缝钢管制作。此时，公称直径指钢管外径。封头的公称直径与筒体一致。 2.管子的公称直径 一般来说，管子的直径可分为外径、内径、公称直径。管材为无缝钢管的管子的外径用字母D来表示，其后附加外直径的尺寸和壁厚，例如外径为108的无缝钢管，

壁厚为5MM，用D108*5表示，塑料管也用外径表示，如De63,其他如钢筋混凝土管、铸铁管、镀锌钢管等采用DN表示，在设计图纸中一般采用公称直径来表示，公称直径是为了设计制造和维修的方便人为地规定的一种标准，也叫公称通径，是管子（或者管件）的规格名称。管子的公称直径和其内径、外径都不相等，例如：公称直径为100MM的无缝钢管有102*5、108*5等好几种，108为管子的外径，5表示管子的壁厚，因此，该钢管的内径为（108-5-5）＝98MM，但是它不完全等于钢管外径减两倍壁厚之差，也可以说，公称直径是接近于内径，但是又不等于内径的一种管子直径的规格名称，在设计图纸中所以要用公称直径，目的是为了根据公称直径可以确定管子、管件、阀门、法兰、垫片等结构尺寸与连接尺寸，公称直径采用符号DN表示，如果在设计图纸中采用外径表示，也应该作出管道规格对照表，表明某种管道的公称直径，壁厚。 为了使管子、管件连接尺寸统一，采用DN表示其公称直径（也称公称口径、公称通径)。化工厂用来输送水、煤气、空气、油以及取暖用蒸汽等一般压力的流体，管道往往采用电焊钢管，称有缝管。有缝管按厚度可分为薄壁钢管、普通钢管和加厚钢管。其公称直径不是外径，也不是内径，而是近似普通钢管内径的一个名义尺寸。每一公称直径，对应一个外径，其内径数值随厚度不同而不同。公称直径可用公制mm表示，也可用英制in表示。 管路附件也用公称直径表示，意义同有缝管。 工程中所用的无缝管，如输送流体用无缝钢管(GB 8163-87)、石油裂化用无缝钢管(GB 9948-88)、化肥设备用高压无缝钢管（GB 6479-86)等，标记方法不用公称直径，而是以外径乘厚度表示。标准中称此外径与厚度为公称外径与公称厚度。 输送流体用无缝钢管和一般用途无缝钢管分热轧管和冷拔管两种。冷拔管的最大外径为200mm；热轧管的最大外径为630mm。在管道工程中，管径超过57mm 时，常采用热轧管。管径在57mm以内常选用冷拔管。 3. 容器零部件的公称直径 有些零部件如法兰、支座等的公称直径，指的是与它相配的筒体、封头的公称直径。DN2000法兰是指与DN2000筒体(容器)或封头相配的法兰。DN2000鞍座是指支承DN2000mm容器的鞍式支座。还有一些零部件的公称直径是与它相配的管子公称直径表示的。如管法兰，DN200管法兰是指连接DN200mm管子的管法兰。另有一些容器零部件，其公称直径是指结构中的某一重要尺寸，如视镜的视孔、填料箱的轴径等。DN80(Dg80)视镜，其窥视孔的直径为80mm。

各常用电磁无损检测方法原理,应用,优缺点比较

一普通涡流检测 1原理 涡流检测是以电磁感应为基础，通过测定被检工件内感生涡流的变化来无损地评定导电材料及其工件的某些性能，或发现其缺陷的无损检测方法。当载有交变电流的试验线圈靠近导体试件时，由于线圈产生的交变磁场的作用感应出涡流，涡流的大小，相位及流动形式受到试件性能和有无缺陷的影响，而涡流产生的反作用又使线圈阻抗发生变化，因此，通过测定线圈阻抗的变化，就可以推断被检试件性能的变化及有无缺陷的结论。 2发展 1涡流现象的发现己经有近二百年的历史。奥斯特(Oersted、安培(Ampere ) , 法拉弟(Faraday、麦克斯韦(Maxwell)等世界著名科学家通过研究电磁作用实 验，发现了电磁感应原理，建立了系统严密的电磁场理论，为涡流无损检测奠定 了理论基础[l]。1879年，体斯(Hughes)首先将涡流检测应用于实际一一判断不 同的金属和合金，进行材质分选。自1925年起，在美国有不少电磁感应和涡流检测仪获得专利权，其中，Karnz直接用涡流检测技术来测量管壁厚度;Farraw首次 设计成功用于钢管探伤的涡流检测仪器。但这些仪器都比较简单，通常采用60Hz , 110V的交流电路，使用常规仪表(如电压计、安培计、瓦特计等)，所以其工作 灵敏度较低、重复性较差。二战期间，多个工业部门的快速发展促进了涡流检测 仪器的进步。涡流检测仪器的信号发生器、放大器、显示和电源装置等部件的性 能得到了很大改进，问世了一大批各种形式的涡流探伤仪器和钢铁材料分选装置，较多地应用于航空及军工企业部门。当时尚未从理论和设备研制中找到抑制干扰 因素的有效方法，所以，在以后很长一段时间内涡流检测技术发展缓慢。 直到1950年以后，以德国科学家福斯特(Foster)博士为代表提出了利用阻

无缝钢管外径内径对照表详细(借鉴材料)

最新热轧无缝钢管理论重量规格表大全 外径(毫米) 壁厚（毫米） 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 理论重量（公斤/米） 32 1.82 2.15 2.46 2.76 3.05 3.33 3.59 3.85 4.09 4.32 4.53 38 2.19 2.59 2.98 3.35 3.72 4.07 4.41 4.74 5.05 5.35 5.64 42 2.44 2.89 3.35 3.75 4.16 4.56 4.95 5.33 5.69 6.04 6.38 45 2.62 3.11 3.58 4.04 4.49 4.93 5.36 5.77 6.17 6.56 6.94 50 2.93 3.48 4.01 4.54 5.05 5.55 6.04 6.51 6.97 7.42 7.86 54 - 3.77 4.36 4.93 5.49 6.04 6.58 7.10 7.61 8.11 8.60 57 - 4.00 4.62 5.23 5.83 6.41 6.99 7.55 8.10 8.63 9.16 60 - 4.22 4.88 5.52 6.16 6.78 7.39 7.99 8.58 9.15 9.71 63.5 - 4.48 5.18 5.87 6.55 7.21 7.87 8.51 9.14 9.75 10.36 68 - 4.81 5.57 6.31 7.05 7.77 8.48 9.17 9.86 10.53 11.19 70 - 4.96 5.74 6.51 7.27 8.01 8.75 9.47 10.18 10.88 11.56 73 - 5.18 6.00 6.81 7.60 8.38 9.16 9.91 10.66 11.39 12.11 76 - 5.40 6.26 7.10 7.93 8.75 9.56 10.36 11.14 11.91 12.67 83 - - 6.86 7.79 8.71 9.62 10.51 11.39 12.26 13.12 13.96 89 - - 7.38 8.38 9.38 10.36 11.33 12.28 13.22 14.16 15.07 95 - - 7.90 8.98 10.04 11.10 12.14 13.17 14.19 15.19 16.18 102 - - 8.50 9.67 10.82 11.96 13.09 14.21 15.31 16.40 17.48 108 - - - 10.26 11.49 12.70 13.90 15.09 16.27 17.44 18.59 114 - - - 10.85 12.15 13.44 14.72 15.98 17.23 18.47 19.70 121 - - - 11.54 12.93 14.30 15.67 17.02 18.35 19.68 20.99 127 - - - 12.13 13.59 15.04 16.48 17.90 19.32 20.72 22.10 133 - - - 12.73 14.26 15.78 17.29 18.79 20.28 21.75 23.21 140 - - - - 15.04 16.65 18.24 19.83 21.40 22.96 24.51 146 - - - - 15.70 17.39 19.06 20.72 22.36 24.00 25.62 152 - - - - 16.37 18.13 19.87 21.60 23.32 25.03 26.73 159 - - - - 17.15 18.99 20.82 22.64 24.45 26.24 28.02 168 - - - - - 20.10 22.04 23.97 25.89 27.79 29.69 180 - - - - - 21.59 23.70 25.75 27.70 29.87 31.91 194 - - - - - 23.31 25.60 27.82 30.00 32.28 34.50 203 - - - - - - - 29.14 31.50 33.83 36.16 219 - - - - - - - 31.52 34.06 36.60 39.12 245 - - - - - - - - 38.23 41.09 43.85 273 - - - - - - - - 42.64 45.92 49.10 299 - - - - - - - - - - 53.91