基于脉冲涡流/电磁超声复合检测方法的复杂缺陷检测

相比于电磁超声检测方法,脉冲涡流检测方法对于近表面缺陷具有较高检测灵敏度。而电磁超声信号本身包含脉冲涡流信号部分,基于此特点,开发了电磁超声/脉冲涡流的复合无损检测方法。首先,基于有限元理论开发了电磁超声/脉冲涡流复合信号的数值模拟方法;其次,提出了基于频谱分析、滤波等策略对混合检出信号进行信号分离提取的方法,并结合试验验证了所提方法的有效性;最后,基于复合检测方法对铝板中的三种类型缺陷(表面缺陷、底部减薄缺陷、复合缺陷)同时成功地进行了检测,验证了所开发复合检测方法的优越性。     

铁磁性材料的涡流与磁记忆集成检测研究

提出了一种磁记忆和涡流集成检测的快速方法,利用磁记忆和涡流检测信号,实现铁磁性材料表面和近表面应力集中和缺陷的检测,同时设计了集成检测系统和传感器,对模拟试块分别进行了四种状态的检测试验。结果表明,集成方法可以实现铁磁性试块应力集中和裂纹的检测,比单一检测能获取更全面的有用信号。     

不锈钢储液罐的涡流检测

介绍了涡流检测的基本原理,运用该方法对自制不锈钢刻槽试块进行了涡流检测,得到了人工刻槽及晃动信号的阻抗示意图。采用该工艺对11台不锈钢储液罐焊缝进行了涡流检测,发现了一位置阻抗示意图信号与试块刻槽阻抗示意图信号相似,经宏观检查确认两位置存在3条表面裂纹缺陷,从而证实了涡流方法检测不锈钢焊缝表面裂纹的可行性。     

脉冲涡流检测信号的同步采样方法

为了有效利用脉冲涡流信号的低频成分检测钢板内部裂纹缺陷,提出了脉冲涡流同步采样方法。介绍了该方法的工作原理;采用在钢板上加工不同规格矩形槽的方法模拟钢板的裂纹缺陷;设计了由激励线圈和检测线圈构成的传感器,实现脉冲涡流信号的提取;采用数据采集卡采集信号,以Labview为平台,实现同步采样方法的软件设计。对钢板缺陷的检测和试验数据的分析,证明了脉冲涡流同步采样方法在钢板内部裂纹缺陷检测中具有较高的灵敏度,可以有效识别钢板内部裂纹缺陷。     

铜覆钢涡流检测探头优化设计与研究

为了提高涡流检测技术对铜覆钢表面及近表面的检测灵敏度,针对探头与铜覆钢的同轴度状态、激励信号频率、探头线圈的匝数及宽度探头等变量对铜覆钢涡流检测过程造成的影响,从同轴度矫正和探头参数优化的角度对铜覆钢涡流检测探头进行设计。利用数值仿真技术从理论上确认探头与铜覆钢的同轴度对涡流检测效果的影响。设计制作直径可调铜覆钢专用检测探头,可检测出铜覆钢材料中深度为0.1 mm的近表面缺陷。采用正交实验方法研究不同因素对涡流检测探头的影响程度。结果表明,铜覆钢涡流检测探头激励频率为25～35 kHz时,探头对于铜覆钢缺陷的检测灵敏度最高。因此,通过改善探头结构、优化探头参数,可提高铜覆钢涡流检测灵敏度。     

电磁超声传感器磁铁自激振荡消除方法的研究

电磁超声作为一项新的无损检测技术,可实现不打磨、非接触、高温在线检测,然而磁铁的自激振荡会严重影响检测信号。从电磁屏蔽原理和提离对感生涡流的影响出发,通过改变线圈与磁铁的间隙及在磁铁表面增加铜箔的方法,实现了削弱永磁铁表面感生涡流的作用,有效地改善了电磁超声检测信号质量。试验结果表明:在磁铁与线圈邻近的表面增加一层厚度为0.05 mm的铜箔,同时线圈与永磁铁之间保持1.8 mm的间隙,可有效消除磁铁自激振荡对检测信号的影响。     

激励参数对脉冲涡流缺陷检测的仿真分析

脉冲涡流检测技术是一种新兴的电磁无损检测技术,激励参数与脉冲涡流检测灵敏度、涡流渗透深度密切相关,选择合适的激励参数十分必要。采用COMSOL有限元仿真软件建立了脉冲涡流圆柱型探头的有限元模型,分析了不同幅值、不同占空比以及幅值与时间的乘积相同的情况下,对金属部件表面下缺陷检测的影响。通过有限元仿真分析,提出增大激励幅值可以提高检测的灵敏度,增大占空比可以提高涡流的渗透深度的结论。该结论为工程实践金属内部缺陷检测提供了一定的参考价值。     

航空维修用ECT/RFEC涡流检测仪的研制

针对涡流检测的趋肤效应影响以及接收信号弱、干扰信号多等问题,研制了一种能够实现常规涡流检测(ECT)和远场涡流检测(RFET)的高灵敏度涡流检测仪器。采用高精度数控激励技术实现了宽频带、高精度信号激励,为ECT/RFET涡流检测提供了精准的激励频率选择;采用阻容耦合多级放大技术在实现检测信号放大的同时,防止了信号失真和零点漂移;采用特制低通滤波器实现了缺陷信号的识别与滤波。实验结果表明:该涡流检测仪能满足常规涡流检测功能,同时还具有远场涡流检测功能,能够实现不同类型缺陷以及不同埋深缺陷的检测,且检测灵敏度高。     

带涂层焊缝的电磁涡流检测

采用电磁涡流法对16MnR钢焊缝试件进行了涡流检测。得出在焊缝表面较平整情况下,检测裂纹的能力同涂层厚度间的定性关系。渗透检测对比结果表明,电磁涡流法在表面涂层平均厚度不大于500μm时,可检出各种形式焊缝表面的裂纹、气孔和咬边等缺陷。     

基于超声杂波抑制的缺陷检测

超声TOFD(time of flight diffraction,衍射时差)法检测的D扫描图像中,作为背景杂波的侧向波与近表面缺陷波会发生混叠,致使近表面缺陷不易于检测. 针对这一问题,提出一种基于杂波抑制的缺陷检测方法. 该方法通过图像能量分布统计,确定背景杂波分量并予以去除,从而分离出与其混叠的缺陷信号,实现近表面缺陷的检测. 建立了的超声TOFD法检测信号的数学模型,阐明了基于图像能量分布的杂波抑制原理. 制作了人工缺陷试块及实际焊缝试块,并对其检测获取的图像进行了杂波抑制处理. 结果表明,提出的方法可有效去除图像中的非缺陷目标、提取近表面缺陷波,从而提高系统的有效检测范围.     

A hybrid nondestructive testing method of pulsed eddy current testing and electromagnetic acoustic transducer techniques for simultaneous surface and volumetric defects inspection

In this paper, a hybrid nondestructive testing (NDT) method combining with the pulsed eddy current testing (PECT) method and the electromagnetic acoustic transducer (EMAT) method has been proposed and validated through numerical simulations and experiments. First, a numerical code is developed for the simulation of hybrid EMAT/PECT signals based on the developed EMAT and PECT code. Second, based on the numerical simulation, the influences of the eddy current induced by the excitation coil and the eddy current due to the velocity effect of the ultrasonic wave are compared and analyzed. In addition, the features of the EMAT and the PECT signals are analyzed respectively. Third, several signal separation and extraction methods are proposed on the basis of the spectral analysis and filtering strategies for extracting EMAT and PECT signals from the mixed signals of the hybrid EMAT/PECT method and their validity are evaluated through experiments. Finally, hybrid EMAT/PECT experiments are conducted and three types of defects (surface defects, bottom thinning defects, composite defects) in an aluminum plate and a SUS304 plate are successfully detected at the same time using the proposed hybrid NDT method and the signal feature parameters. Based on the numerical and experimental results, the proposed hybrid PECT/EMAT NDT method is demonstrated both high detectability and high efficiency for detecting surface and volumetric defects at the same time.     

涡流检测在制备NbTi/Cu六方单芯棒中的应用

利用涡流检测技术可以检测NbTi/Cu六方单芯棒表面铜层中的缺陷。采用外穿过式差动线圈检测方法,对NbTi/Cu六方单芯棒实现涡流探伤。结果表明,涡流检测方法能够有效检测出六方单芯棒表面铜层中存在的夹杂、面上压伤及磕伤等缺陷,保证了单芯棒的质量。涡流检测方法有利于控制超导线材的质量。     

刹车分泵内孔表面缺陷涡流探伤设备

刹车分泵是汽车的重要安全件。为控制刹车分泵内孔表面质量,提出采用涡流旋转探头检测方法,研制出一套半自动涡流旋转探头分泵内孔表面缺陷探伤设备。详细论述了涡流探头、机械传动和仪器控制等设备组成。实践应用表明,设计的探伤设备能够检出内表面0.5 mm孔状缺陷,信噪比〉8 dB,检测速度为4只/min,满足刹车分泵质量检测要求。同时该套检测装置还可应用于其它汽车零部件表面缺陷的检测。     

铝合金结构件焊缝质量涡流及X射线检测对比研究

涡流检测方法具有设备简单、检测速度快、灵敏度高、非接触式检测等优点,能及时检测焊缝质量情况,有效检测焊缝是否存在未焊透、焊接裂纹等缺陷,以分析确定焊缝内的潜在风险,现已成为铝合金结构件焊缝的有效检测手段。采用多频涡流检测技术,配合新型无方向性电扰动涡流传感器及X射线探伤仪,并制作铝合金结构件焊缝人工缺陷,通过对比试验两种不同的检测方法,分析两种方法的优劣。试验结果表明,多频涡流检测技术配合新型无方向性电扰动涡流传感器能够满足检测要求,减小焊缝表面焊道的凹凸不平产生的干扰影响,并且全面地发现缺陷;相比之下,虽然X射线检测结果更为直观,但检测速度较慢,不适合现场应用及缺陷快速定位。     

飞机多层金属结构脉冲涡流检测提离效应的抑制

探头提离造成的信号畸变是脉冲涡流检测中主要干扰之一。本研究针对飞机多层铆接结构脉冲涡流检测中的提离效应进行抑制,采用一种基于提离数据库的峰值补偿方法对探头提离效应进行了一定程度的抑制。通过线性阵列探头获取提离补偿后的信号峰值,组成幅值矩阵,实现成像检测。对比探头提离的抑制效果,实验结果表明,该方法能够有效地运用于多层金属结构近表面及深层缺陷的提离检测。     

飞机发动机涡轮盘榫齿裂纹的探伤

由于采用电位法检测飞机发动机涡轮盘榫齿裂纹时常存在漏检,造成涡轮盘脱出事故。分析了采用涡流方法进行检测的可行性,比较了涡流法和电位法检测的灵敏度。最后通过试验证实：涡流法检测涡轮盘榫齿裂纹具有灵敏度高、可检出腐蚀缺陷、表面预清理简单并且扫查速度快的优点,是一种值得推广的检测方法。     

基于模糊FMECA的两栖装甲车液压系统可靠性分析

分析两栖装甲车液压系统的可靠性时,采用传统的FMECA方法会因为评价因素多、故障数据缺乏且故障模式关联性大,很难进行有效的定量分析。将模糊理论中的模糊综合评判引入到传统FMECA方法中,形成模糊FMECA方法,用于两栖装甲车液压系统的可靠性分析,可以得出液压系统部件各故障模式的危害等级,从而找出液压系统的维修和可靠性改进重点。根据分析结果得出,模糊FMECA方法能帮助找出液压系统的故障诊断重点并提出改进措施,进而提高其可靠性。     

涡流检测信号小波除噪与缺陷特征提取

应用小波分析技术进行涡流检测的信号除噪和缺陷识别。根据信号在不同小波变换下表现形式不同的特点，提出一种综合应用多种小波除噪的方法，效果优于通常的单一小波方法。应用小波多尺度边缘检测功能进行缺陷的定位和尺寸判别。借助小波多尺度分析功能，可以对缺陷信号进行仔细分析，并对相近缺陷进行分类。     

考虑电磁机械耦合效应的电磁超声数值模拟方法

提出了考虑速度效应电磁机械耦合的电磁超声数值模拟方法,并开发了相应的程序。该方法在控制方程中导入了速度诱发电场项,并采用退化向量位法(Ar)进行涡流场数值模拟和采用有限元及逐步积分方法进行超声波计算。数值模拟所得EMAT信号和超声波传播过程均证实了本方法和程序的有效性。为了确定耦合效应的影响,对考虑耦合和忽略耦合两种情况分别在不同条件下进行了数值模拟。通过比较振动幅值和洛伦兹力的模拟结果,证实耦合效应对EMAT数值模拟结果影响并不显著。