基于提离点的脉冲涡流测厚研究

脉冲涡流检测技术(PEC)是近年来发展起来的一种新的无损检测技术,与传统涡流检测技术相比具有频谱宽、信息丰富等优点,但检测中依然受到提离效应的干扰.本文围绕脉冲涡流在非磁性金属厚度测量中提离效应的干扰问题,通过引入提离点来分析脉冲涡流信号,以达到利用提离效应的目的.从仿真计算与实验结果来看,在一定提离范围内,应用提离点信息进行金属厚度测量效果较好,可以实现精确测量.     

飞机轮毂涡流检测中探头提离效应的分析与抑制

为了有效抑制飞机轮毂的涡流检测中线圈探头的提离变化给检测结果带来的干扰,利用三维有限元法建立了凹弧面上方线圈阻抗的计算模型,对比分析了不同曲率半径的凹弧面上,由探头的提离改变所形成的线圈阻抗变化轨迹的特征,并进一步建立了凹弧面上缺陷检测的模型,从理论上深入地研究了提离变化给缺陷信号产生的影响,结果表明凹弧面的曲率半径越小,提离引起的阻抗变化越大,但不论曲率半径如何变化,提离轨迹均可近似为一条直线,并存在一个合适的频率点,可使缺陷信号和提离轨迹之间出现90°的相位差,根据此特征提出了利用相位旋转及信号增强技术消除提离干扰的方法,实验验证了理论分析的正确性和可靠性,为轮毂等小曲率半径的凹弧面涡流检测提供了抑制提离噪声的理论依据.     

车轮辐板裂纹涡流检测探头的提离抑制研究

针对火车车轮辐板裂纹涡流检测中的变提离问题,设计了新型探头结构,可在保证抑制提离效应且高信噪比的前提下提高探头的灵敏度,以实现对粗糙表面裂纹的准确检测。提出了一种小体积的适用于辐板裂纹检测的并肩型探头结构,并基于场路耦合模型对探头进行了有限元分析,计算了探头磁场分布情况。通过实验测量了不同探头在不同提离下的线圈电压,对所提出的并肩型探头和传统差动探头的性能进行了比较,并利用该探头对实际车轮辐板裂纹进行了检测。研究结果表明,具有闭合磁路的探头对提离效应的抑制优于普通的差动式探头,所提出的并肩型探头能有效地检测出车轮辐板裂纹,并可实现车轮辐板裂纹长度的定量测量。     

涡流检测探头提离变化对阻抗的影响及消除技术

简要介绍了涡流检测的基本原理和涡流探头的特性;分析和研究了涡流检测探头提离变化对阻抗的影响;针对单层金属板厚度的电涡流检测,根据仿真结果,提出了优选激励频率消除探头提离影响的新方法.对于非接触式单层板厚度涡流检测的研究与应用,具有重要参考价值.     

涡流检测探头提离变化对阻抗的影响及消除技术

简要介绍了涡流检测的基本原理和涡流探头的特性;分析和研究了涡流检测探头提离变化对阻抗的影响;针对单层金属板厚度的电涡流检测,根据仿真结果,提出了优选激励频率消除探头提离影响的新方法.对于非接触式单层板厚度涡流检测的研究与应用,具有重要参考价值.     

启停送料引起的涡流检测噪声抑制方法研究

涡流检测近年来发展迅速,在工业领域应用广泛。噪声抑制一直是涡流检测的一个核心课题。实际的工业应用时,提离效应、棒材间歇启停送料方式会给涡流信号引入大量噪声,严重时会影响涡流检测的准确性。利用总体最小二乘法解决该问题,提取涡流检测缺陷信号,达到抑制噪声的目的。仿真实验结果表明,该方法具有良好的噪声稳定性,能够较准确地还原缺陷正弦信号。     

碳纤维复合材料涂层厚度涡流法测量的研究

基于涡流法对碳纤维复合材料涂层厚度的测量进行研究,结合材料属性及组织特点,利用ANSYS软件对非磁性超低电导率基体材料上涂层厚度的涡流法测量作二维仿真,然后采用电导率混合分块赋值的方法来模拟材料电导率不均匀性并进行有限元分析和实验验证,仿真计算与实验结果吻合较好.分析结果表明通过选择合适的检测频率可以使探头线圈阻抗与涂层厚度有很好的线性相关性和检测分辨率.该方法很好地反映了材料属性的特点,提高了碳纤维复合材料涂层涡流测厚仿真的准确性,为碳纤维复合材料涂层厚度的涡流法高精度测量提供了可靠的理论依据和技术支持.     

[车辆工程与测控]基于增强磁场涡流的高速轨道缺陷检测方法

在高速轨道运输领域中,电涡流检测以其非接触、易实现自动化等特点,被广泛应用于钢轨表面缺陷的检测,然而,由于趋肤效应的存在,涡流检测很难探测出内部伤损。提出了一种增强磁场涡流以抑制趋肤效应的方法：在涡流检测线圈之上增加一个通入直流电流的U形电磁铁,用磁轭导磁到钢轨以增强磁轭下的磁场。通过ANSYS软件进行有限元仿真,分析了增强磁场后涡流渗透深度的改变,同时仿真研究了磁轭的提离和间距对检测效果的影响。搭建了高速轨道检测的实验平台,进行了增强磁场涡流实验,结果表明,适当地增大背景磁场能够使涡流检测到深层次的缺陷并可以提高检测信号的信噪比。     

大位移电涡流传感器的设计

电涡流传感器具有对介质不敏感、非接触的特点,广泛应用于对金属的距离检测中.为扩大电涡流传感器的检测范围,对电涡流传感器从理论上进行了分析,设计了基于恒定频率载波调幅法的振荡器及测量电路.利用Matlab仿真软件对Φ60 mm的电涡流传感器探头参数进行仿真,并结合设计的测量电路进行了实验.仿真研究和实验结果表明该电涡流传感器能够检测到70 mm的距离.     

基于信号斜率的铁磁材料脉冲涡流测厚研究

以厚壁铁磁性材料为对象,研究了基于晚期信号斜率的脉冲涡流测厚方法.首先分析了铁磁性材料脉冲涡流时域信号的特点,得出峰值、峰值时间、过零点、提离交叉点等特征量难以适用的结论.然后将感应电压信号从直角坐标系转换到单对数坐标系,针对单对数坐标系下晚期信号趋于直线且直线斜率与材料厚度一一对应的特征,提出以信号斜率为特征量的脉冲涡流信号分析方法.最后开发了实验系统,运用该方法在16MnR阶梯钢板上进行了实际测量.实验结果表明,该方法能有效地用于铁磁性材料的厚度检测,检测范围大,壁厚误差小于5％,且不受提离影响.     

汽车纵梁冲压裂纹检测系统干扰信号的研究

在使用涡流探伤器对汽车纵梁冲压裂纹检测时,会产生振动等干扰因素,从而产生提离干扰信号,干扰了缺陷信号的识别,致使漏检或误检。因此,对干扰信号进行的研究,并设法区分和抑制,是提高涡流探伤可靠性的关键。     

Eddy current detection of subsurface defects for additive/subtractive hybrid manufacturing

In this study, an eddy current (EC) detector is integrated in an additive/subtractive hybrid manufacturing (ASHM) process. The detector facilitates in-process inspection and repair operations through material deposition, defect detection, and removal processes layer by layer. A feasibility test is carried out on eddy current detection of subsurface defects in additively manufactured parts by using an EC detector. The study compares the results obtained from the EC detection with those by the X-ray computed tomography and the destructive methods. Experiments and simulations are conducted to investigate the effect of excitation frequency on intensity of the eddy current signal. The effects of residual heat of an additively manufactured specimen and lift-off distance of an EC probe on impedance changes are also investigated. In addition, the effect of defect width on EC signal is analyzed. The study shows that the EC method is capable of detecting subsurface defects in the ASHM parts. It is promising to integrate the EC detection and subtractive manufacturing into additive manufacturing to produce parts with improved quality and better performances.     

数字安时表的设计

设计了以89C51、ADC0809为核心的数字安时表。首先采用线性变换将模拟电流信号转换为电压信号,利用ADC0809将电压转换成二进制的数字量后输入到单片机中。通过软件编程计算电流和时间的乘积来实现安时值,最后输出到LED数码管显示出来。仿真实验表明,该数字安时表设计容易,显示直观,实现了安时值的计算和精确显示。     

超磁致伸缩材料动态涡流损耗模型及试验分析

超磁致伸缩材料Terfenol-D以其大磁致伸缩系数、快速时间响应及高能量密度的特点较广泛应用于高频动态领域,如超声换能器及振动主动控制结构等。磁性材料在高频磁场驱动条件下会产生涡流损耗,工作频率越高,涡流损耗越大,导致超磁致伸缩器件的输出功率显著降低。通过分析影响涡流损耗大小的关键性因素涡流截止频率与集肤深度,得到有效抑制涡流损耗的方式包括降低材料的电导率以及采用叠堆结构材料。采用经典的基于麦克斯韦方程组的涡流损耗模型,分析高频条件下磁场在整体结构与叠堆结构内部的分布,并通过试验比较两种超磁致伸缩材料结构的涡流损耗对材料阻抗频谱曲线、振动幅度的影响。试验结果显示叠堆结构的超磁致伸缩材料能够大幅度地抑制涡流损耗,其模型与试验结果相吻合。     

飞机主系统液压泵工作温度监测仪设计

为提高飞机主系统液压泵工作温度的监测精度和可靠性,基于数字温度传感器DS18820和AT89S51单片机设计了兼有液晶显示和报警功能的新型温度监测仪及其C语言驱动软件;硬件设计的温度采集模块省去了传统模拟信号放大及A／D转换电路,仅包括数字温度信号采集、监测结果的液晶显示及单片机3个模块;软件设计主要包括温度采集驱动、液晶显示驱动和逻辑判断3个模块;对设计的硬件电路和软件进行了Proteus仿真,结果表明,该监测仪设计正确、运行可靠。     

反应器的在役涡流检测技术

通过分析裂纹对结构涡流场的影响规律,验证了根据阻抗图幅度和相位分析判定缺陷技术优点,列管式反应器的列管及管板的泄漏现象严重影响化工生产,用射线、超声等检测方法很难得到有效的结果.通过对双频涡流检测传感器的设计和制作,对缺陷和涡流信号响应特征之间的关系进行了分析和研究,实践表明,涡流检测速度快、灵敏度高、测试结果准确.     

Advanced technique for non-destructive testing of friction stir welding of metals

In this paper a new non-destructive testing (NDT) system focusing on micro size superficial defects in metallic joints is presented. The innovative system is composed by a new type of eddy currents probe, electronic devices for signal generation, conditioning and conversion, automated mechanized scanning and analysis software. The key original aspect of this system is the new type of eddy currents probe. This new probe provides enhanced lift-off immunity and improved sensitivity for micro size imperfections. The probe concept was studied using a Finite Element Method (FEM) tool and experimental verified using a standard defect.     

一种钢丝绳断丝无损定量检测方法木

钢丝绳已广泛应用于电梯、起重机械、客运索道等相关行业,由其断丝、磨损等缺陷所引起的安全问题备受人们关注.采用低频透射式电涡流检测方法,设计一个探头沿径向对称布置的可调整式环形涡流探伤装置,克服了提离效应、边缘效应以及集肤效应对检测系统的影响.选取感应信号相对于激励信号的峰-峰值差和相位差作为特征量,采用数字式峰-峰值算法和占空比原理计算信号特征量.针对钢丝绳电涡流无损定量检测系统,采用断丝数量和断丝位置表征断丝缺陷,建立断丝缺陷与特征量、传感器参数、钢丝绳特性以及后两者间相对关系的广义甬数模型,通过最小二乘拟合法确定系统函数模型,结合空间等间隔采样技术定量分析断丝缺陷,并探讨了此检测系统相关参数的确定.设计了一套以计算机为核心的无损检测系统,针对自制钢丝绳进行实验研究.实验结果表明特征量确定合理、提取方法合适、广义函数模型有效、系统总体方案可行,为钢丝绳电涡流无损定量检测系统的实现和推广奠定了基础.     

A real time FFT-based impedance meter with bias compensation

A real time FFT-based impedance meter is here presented. It is realized simply by a standard PC in addition to a low cost two channels hardware device, and is based on a cost-effective algorithm to meaningfully reduce the known problem of the bias introduced by the relative phase and amplitude error between channels. The impedance meter exploits the implementation of an ad hoc cost-effective algorithm and a synchronous sampling allows eliminating the leakage error. The aliasing and the spectral interference are eliminated by means of an anti-aliasing filter and the use of very low distortion sinusoidal signals. Automatic measurements can be managed too, capturing different measures at different test frequencies and displaying them graphically on the PC screen. To validate the measured results comparative test were performed with respect to certified and calibrated commercially available multimeters known with good accuracies.Finally, this novel impedance meter integrates a home-made software, previously reported [1] capable to implement real time virtual instruments.     

连铸机结晶器液位控制系统的设计

为适应系统的抗干扰能力,设计了模糊PID控制器。采用涡流传感器、PLC 、工控机,数字电动缸及智能控制软件组成结晶器液位控制系统在断面为135 mm的中厚度板坯连铸机上进行了工业试验,控制精度≤±3 mm,达到了设计的控制效果。