基于ANSYS的非對(duì)稱鋼絲陣列間隙磁傳感器研究.pdf

1、鋼絲輪胎因其舒適耐磨、高速緩沖、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，成為近年來輪胎制造領(lǐng)域發(fā)展的主流。鋼絲陣列作為輪胎的骨架材料，直接影響后期產(chǎn)品的支撐負(fù)荷和運(yùn)行性能，逐漸成為生產(chǎn)中關(guān)鍵在線必檢項(xiàng)目。雖然成品輪胎最終X射線檢驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)大多數(shù)缺陷，但通過早期壓延工序后檢測(cè)鋼絲是否按一定間距正確排列、切割拼接時(shí)是否有空隙或錯(cuò)位等，便可及時(shí)剔除次品，避免批量廢品及后續(xù)加工的浪費(fèi)，極大地降低了成本。因此，鋼絲陣列的檢測(cè)成為近幾年學(xué)術(shù)領(lǐng)域及國際大公司的研究熱點(diǎn)。傳統(tǒng)

2、的激光檢測(cè)、X射線法因輻射傷害，開發(fā)成本高等因素被日漸取代，尋求安全、低成本、高靈敏度的新方法成為致力的目標(biāo)，但迄今這方面研究的成功報(bào)道鮮少。本文基于電磁檢測(cè)原理，提出一種鋼絲陣列間隙及缺陷的檢測(cè)方法，并利用有限元法對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵部件—傳感器作了較為深入的研究。
　　 本文的工作主要包括以下幾個(gè)方面：
　　 (1)提出鋼絲陣列間隙的檢測(cè)方法及傳感器結(jié)構(gòu)。根據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)物質(zhì)狀態(tài)變化及設(shè)備材料物理屬性對(duì)電磁空間的影響而得到的信息

3、辨識(shí)鋼絲陣列間隙。所構(gòu)造的傳感器為高導(dǎo)磁、低功耗的軟磁芯及纏繞的漆包線組成。理論分析表明了該方法用于工業(yè)檢測(cè)的可行性。
　　 (2)建立檢測(cè)系統(tǒng)的分析模型。首先根據(jù)電磁場(chǎng)的基本特性，以麥克斯韋方程為依托建立逼近實(shí)際工程問題的連續(xù)型數(shù)學(xué)模型，然后利用有限元法經(jīng)等價(jià)離散化處理建立分析系統(tǒng)的三維模型。采用相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算法得出場(chǎng)域中任意點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)、損耗等電磁參數(shù)，使得此類復(fù)雜結(jié)構(gòu)的電磁問題得到有效解決。
　　 (3)對(duì)檢測(cè)系

4、統(tǒng)進(jìn)行性能優(yōu)化。利用融合多場(chǎng)環(huán)境的有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行系統(tǒng)的在線模擬檢測(cè)，對(duì)傳感器各項(xiàng)結(jié)構(gòu)和物理參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，最大程度地提高傳感器的靈敏度和系統(tǒng)的運(yùn)行性能。
　　 (4)實(shí)現(xiàn)傳感器微弱信號(hào)提取。傳感器的輸出信號(hào)較小，而外界及檢測(cè)裝置本身產(chǎn)生的隨機(jī)噪聲卻很強(qiáng)，是一個(gè)微弱信號(hào)。本文利用鎖相放大原理實(shí)現(xiàn)三維磁場(chǎng)傳感器微弱信號(hào)處理，將深埋在大量非相關(guān)噪聲中的微弱有用信號(hào)檢測(cè)出來，同時(shí)達(dá)到抑制干擾作用。
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