基于固态磁场传感器的脉冲涡流检测铁磁性构件腐蚀缺陷

脉冲涡流检测技术是一种新兴的电磁无损检测技术,该技术可用于铁磁性材料腐蚀缺陷的检测和评估。目前国内外铁磁性材料腐蚀缺陷的脉冲涡流检测多采用盘式检出线圈拾取感应电压信号,但对采用固态磁场传感器拾取磁场信号的分析尚存不足。通过解析建模仿真和试验发现,与传统感应电压信号相比,磁场信号对铁磁性构件腐蚀缺陷深度的响应更为灵敏,有利于铁磁性构件腐蚀缺陷检出率和评估精度的提升。     

铝薄板模拟分层缺陷的阵列涡流检测仿真

采用阵列涡流检测方法对4mm厚铝薄板进行检测,用不同孔径、不同埋深的平底孔模拟分层缺陷,通过Ansys仿真和试验检测工艺参数、缺陷大小与埋深对阵列涡流信号的影响。结果表明:阵列涡流检测在探头以标称频率工作时灵敏度最高,在缺陷直径8~12mm范围内,相同尺寸的缺陷,埋深越小,感应电压越大,相位滞后角减小;埋深相同的缺陷,缺陷尺寸对相位值影响较小,可以通过感应信号相位来确定分层缺陷埋深。     

阵列涡流传感器表面裂纹检测的有限元仿真

阵列涡流传感器线圈间互感干扰中包含缺陷的有效信息,基于传感器动态检测的复杂情况,利用ANSYS软件建立了三维场-路耦合有限元模型并从互感中提取表面裂纹的定量化信息,从理论上分析了双线圈检测模式下检测方向、裂纹长度和深度变化对检测线圈感应电压幅值的影响,采用微分处理方法对数据进行处理进而对裂纹进行了定量分析。仿真结果表明,检测方向、裂纹长度和深度变化可显著影响检测感应电压幅值,微分处理可从互感中提取表面裂纹的定量化信息。     

基于位置交叉点的脉冲涡流缺陷定量检测技术

在采用脉冲涡流技术的腐蚀缺陷定量检测中,由于传感器在缺陷区域某些扫描位置的感应信号会出现振荡,使得特征量难以提取,影响检测效果。为此提出了“位置交叉点”这一新特征量。试验结果表明,此特征量消除了信号振荡对特征提取的影响,具有稳定可靠的优点,可提高缺陷定量检测的精度。     

基于涡流阵列的裂纹检测仿真分析

分析了涡流阵列检测技术的基本原理。利用有限元方法建立了一种涡流阵列传感器的仿真模型,研究了裂纹检测时的输出信号特征,并考察了工作频率对输出特性的影响。研究表明,裂纹的出现会导致感应线圈输出信号的幅值和相位发生变化,随着激励信号频率的增加,涡流阵列传感器输出信号的差异变大,在3MHz左右时达到最大,然后减小。试验为该传感器的进一步研究及应用提供了参考。     

铁磁性材料缺陷的脉冲涡流检测系统设计

为了解决带包覆层输油管道等储油设备的腐蚀缺陷位置及缺陷性质不易确定等问题,根据脉冲涡流检测技术的频谱宽、信号穿透能力强的优点,开发设计了一套基于脉冲涡流的铁磁性材料缺陷检测系统。设计的新型检测传感器可实现缺陷位置的精确测定,通过对检测电压信号时域及频域特征值与铁磁性材料试件厚度变化产生的定量关系,确定试件的缺陷程度。在实验室以及现场试验得到检测信号与被测试件厚度的数学关系式,结果表明该系统能够精确在线检测20mm厚的包覆层下的铁磁性材料厚度及缺陷程度,具有一定的应用价值。     

涡流效应对脉冲漏磁检测信号的影响

为了研究脉冲漏磁检测中涡流效应对漏磁信号的影响,应用有限元分析软件建立了脉冲漏磁检测仿真模型,对被测样本内磁场与涡流分布随时间变化的情况进行了分析,进而研究了基于不同激励电压和磁芯磁导率仿真模型的漏磁信号波形。仿真结果表明,当磁场激励较小时,漏磁信号在脉冲激励电压的上升阶段存在过冲现象,随后达到稳态。搭建了检测平台进行检测试验,检测结果与仿真结果相一致,研究表明在缺陷检测中应用检测信号峰值特征评估缺陷深度的方法具有更高的精度。     

新型脉冲远场涡流传感器检测性能的仿真分析

远场涡流技术由于不受集肤效应的限制,其可实现原位检测的优点成为解决大厚度非磁性金属平板的有效途径。在前期研究工作基础上,介绍了新型非磁性平板构件脉冲远场涡流传感器的设计原理,并仿真分析了基于连通磁路传感器对不同走向缺陷及不同厚度平板的检测能力。结果表明:将脉冲远场涡流技术应用至非磁性金属平板检测时,检测信号所受扰动主要是缺陷对感应涡流的扰动,而非缺陷对磁场的扰动,这与其检测铁磁性材料存在根本的区别,同时,其可检测的板材厚度达到了25 mm,研究结果为脉冲远场涡流技术在航空领域的应用提供了有益的探索。     

交变电磁场检测激励探头的仿真与结构优化

应用COMSOL Multiphysics软件建立了交变电磁场检测缺陷的有限元模型,基于仿真模型分析了不同几何尺寸的磁芯对被检工件表面感应电流的均匀分布和工件缺陷检测效果的影响。研究了磁芯腿部高度、截面宽度和上部长度3个参数变化对工件感应电流均匀性分布和感应磁场信号分布的影响特征,得到了不同几何参数下的激励线圈对缺陷检测灵敏度的影响结果。在不同几何参数的U型探头激励下,得出了工件缺陷电磁场信号的特征分布情况以及检测缺陷时的最优磁芯几何参数,为U型交变电磁场激励探头的优化设计提供了依据。     

检测方向对对接焊缝弱磁检测的影响研究

利用弱磁检测技术对碳钢对接焊缝内部缺陷进行检测,针对传感器检测方向对对接焊缝弱磁检测结果的影响,设计了系列试验。试验结果表明:三个方向的弱磁检测结果分布规律不变,出现磁异常的位置保持一致;当传感器的提离高度增大时,缺陷处的磁感应强度减小,对缺陷信号的分辨能力降低;弱磁检测具有一定的方向性,不同的检测方向对不同类型缺陷的检测能力不同。     

射线检测小径管的灵敏度对比试验

射线检测小径管时,在底片上呈现的黑度差非常大,严重影响缺陷检出结果的可靠性。为此,对Ф42mm×5mm的16MnR钢管进行了射线透照参数的理论分析。通过试验,得出在曝光量不变、管电压变化时,以及管电压不变、曝光量变化时的射线检测对比试验效果。试验证实,管电压或曝光量不足都会引起胶片的曝光不足,导致影像黑度值降低;但是当管电压或曝光量过高时,将引起影像质量的降低,不利于缺陷的检出。只有当曝光量和管电压达到合适值,才能得到良好的细节影像,保证射线检测效果。     

一种基于弱磁的单车车架焊缝缺陷快速检测方法

针对单车车架焊缝检测效率低、成本高、检测过程复杂等问题, 提出一种基于弱磁检测技术的共享单车车架焊缝内部缺陷检测方法。通过高精度的TMR测磁传感器采集工件不同位置的微弱磁磁信号, 并对信号进行平滑处理。由于工件焊缝缺陷处的磁导率与无缺陷处的磁导率存在差异, 折射后被地磁场磁化后的磁场强度不同, 从而判断焊缝内是否存在缺陷。与常规磁法检测不同, 本检测方法无需对工件进行磁化, 无需耦合剂, 可实现非接触、在役检测, 为共享单车焊缝的快速、高效检测提供新的思路与方法。     

带钢对中位置脉冲电磁感应检测方法

在分析了现有各种带钢对中传感检测方法的原理和研究现状的基础上,研究了带钢对中位置两段式脉冲电磁检测方法。该方法基于电磁感应工作原理,实验装置由原边激励线圈、两段式副边差分检测线圈、脉冲激励/检测装置组成。经功率放大的脉冲电压信号对原边激励线圈进行激励,通过数字示波器在线采集检测线圈输出的差动信号并进行分析。该装置具有1.2%线性度,±1.0 mm检测精度,±0.1 mm分辨率,能满足工业生产现场对带钢对中检测及纠偏控制的要求。     

在役超高压变压器局部放电声发射定位检测

介绍了在役500kV变电站单相式超高压变压器局部放电的声发射定位检测技术。阐述了变压器局部放电声发射定位检测的试验原理和试验方法,现场对500kV超高压变压器的局部放电进行了声发射定位检测,找出了局部放电部位,并对试验数据进行了分析,检测结果与电测局部放电测试试验及绝缘油气相色谱分析（DGA）结果吻合。声发射定位检测技术可有效应用于在役大型电力变压器局部放电的实时在线带电检测和监测。     

游乐设施主轴的原位检测方法

研究了从端面入射超声波对轴类工件关键应力区域的原位检测方法。主要采用小角度纵波和横波对工件进行检测。用ABAQUS软件模拟了实际检测时值得注意的波型转换问题,同时用工件大端角代替裂纹的端角来模拟开口类缺陷与超声波作用后的波场。利用简单实用的缺陷定位程序可实现对检测缺陷的辅助定位。     

采油树控制阀焊接层的超声检测

研制了检测采油树控制阀焊接层的超声检测系统。系统使用5 MHz超声直探头垂直入射超声波,液浸法耦合,采用Bore,Raster和Polar三种检测模式对试样的特定部位进行检测,4轴编码器给出三种模式的各自坐标位置,扫描成像结果可以直观显示检测部位的缺陷形貌。对试样的检测结果表明,该检测方法能够检测出焊接层中大小为φ3 mm的垂直圆孔人工缺陷,对检测类似形状的工件提供了一种可行的检测方法。     

钢丝芯皮带的X射线检测

工业生产中,钢丝芯皮带中的钢丝芯断裂是皮带撕裂主要原因,一般方法对钢丝芯皮带检测较难。通过对人工检测、电磁检测、热成像方法进行对比发现,这些方法检测少量、单根钢丝芯皮带比较方便,检测排列密度高的钢丝芯皮带难度较大。根据皮带中的钢丝芯对X射线吸收多而皮带吸收少的特点,采用满足检测要求的X射线强度透照钢丝芯皮带,并对X射线增强器采集的图像进行处理和分析,最后通过神经网络方法准确判断出钢丝芯的缺陷位置。试验证明,采用X射线方法检测效率高,能够对各种复杂排列的钢丝芯皮带进行检测,且该方法比一般方法更直观,更能够准确判断出缺陷位置。     

焊缝辨识六维接触力阈值标定技术

焊缝辨识是遥控焊接前提条件之一,以往焊缝辨识主要以图像传感方面研究内容较多,从力觉角度研究焊缝辨识内容较少。由于在六维力传感器前端装有探针,六维力传感器随着焊接机器人进行空间运动,探针的重量对力传感器六维力产生影响,影响焊缝辨识,为此在x—z,y—z平面内,不与焊缝接触时,测试六维力空间变化值,从而确定空间变化六维力盲区。焊缝辨识时六维力传感器与焊缝接触,需要确定引导焊缝辨识六维接触力阈值。并在上述力传感器焊缝辨识六维接触力标定技术的基础上,进行焊缝辨识效率试验。结果表明,力觉焊缝辨识较手工焊缝辨识效率提高60％左右,为快速、准确的焊缝辨识提供条件。     

一种新型太阳能水温水位传感器

太阳能水温水位传感器是现在太阳能生产制造商都在争相研究的课题,但是,现在市面上销售的太阳能水温水位传感器大都是接触式的,在各个地方还存在很多使用腐蚀性水质的用户,对太阳能水温水位传感器的使用寿命大打折扣.我们对此设计了一款新型的感应式水温水位传感器.它是基于芯片C8051设计的一款把模拟量的水温水位转换成可识别电压信号的装置[1,2].共有四个利用感应原理制作的监测点,用来代表不同的水位,不仅具有很好的抗干扰性能而且还存在体积小、安装简单的优势.