脉冲涡流圆柱型探头参数的优化设计

介绍了脉冲涡流检测的工作原理。通过有限元对圆柱型探头不同参数的线圈周围磁场和被检试件中感生涡流的分布进行了仿真,得出了扁平型的激励线圈产生的磁通量能够有效地渗透到被检试件的内部,有利于系统检测灵敏度的提高。通过不同激励频率在试件中的涡流密度、渗透深度的分析,能够根据脉冲涡流检测对象,得到探头中所用的最佳工作频率,为脉冲涡流探头的实际检测奠定基础。     

脉冲涡流技术对飞机结构内层裂纹缺陷的检测识别

如何检测老龄化飞机多层结构中的裂纹缺陷一直是无损检测领域的一个难点。脉冲涡流技术是一种可以对多层结构中缺陷进行有效检测的电磁无损检测技术。理论推导了脉冲涡流渗透深度的公式,得出适当的减小脉冲激励频率与增加占空比有利于检测深层缺陷。设计了实验系统与矩形传感器,对激励信号的频率与占空比进行了优化设计。对多层结构中的内层缺陷进行了实验,并对微弱的检测信号进行了必要的数据处理。实验结果证明脉冲涡流检测技术可以对内层裂纹缺陷进行有效的检测。脉冲涡流技术将会在航空无损检测领域发挥重大的作用。     

基于暂态磁场梯度信号的脉冲涡流无损检测和定量评估技术

脉冲涡流检测技术是目前对多层金属结构实施有效检测和定量评估的无损检测方法之一。传统脉冲涡流检测技术基于电磁感应原理,采用感应线圈或磁场传感器采集暂态磁场信号,以实现对多层金属结构内部缺陷的定位、识别以及量化评估。文章提出一种新型脉冲涡流检测技术,该技术主要基于已在核磁共振成像(MRI)领域得到应用的磁场梯度测量技术,将磁场梯度信号测量与脉冲涡流检测相结合,以实现对多层金属结构脉冲涡流检测灵敏度的提高。基于ETREE解析法,建立了所提方法的理论模型,推导了脉冲涡流检测磁场梯度信号理论表达式。通过仿真和试验,证明了该方法在多层金属结构亚表面材质劣化检测中的优势。     

飞机多层结构铆钉周围裂纹脉冲涡流检测传感器参数优化

飞机多层结构铆钉周围埋藏裂纹检测是无损检测领域的一个难点和热点,脉冲涡流能够对这种裂纹进行有效的检测。针对这种缺陷检测,本研究采用了一种双激励线圈且用隧道磁电阻(TMR)为接收的新型探头。双激励源反向联接,激励电流不至于过大,但磁场却能达到局部聚焦的作用。通过大量试验对该传感器参数进行优化选择,以提高传感器的检测灵敏度。试验结果表明:当激励线圈绕制180匝、两激励线圈间距为20~30 mm、单个线圈水平夹角为60°~90°、且TMR位于裂纹正上方时探头的检测灵敏度最大。该研究结果可为飞机多层结构铆钉周围裂纹脉冲涡流检测探头设计提供参考。     

脉冲涡流矩形传感器的方向特性仿真分析

脉冲涡流检测技术是一种新兴的电磁无损检测技术。目前广泛使用的圆柱型涡流探头在各向异性金属材料检测方面存在一定限制,而矩形探头对各向异性金属材料的电导率检测优势明显。采用COMSOL有限元仿真软件,建立了矩形探头有限元仿真模型,对矩形探头的方向特性,即竖直放置和水平放置检测效果进行了仿真分析。通过对比不同方向的检测灵敏度,得出矩形传感器的放置方式体现了它的方向特性的结论,为使用脉冲涡流矩形探头实际检测缺陷或应力提供了参考价值。     

脉冲涡流阵列缺陷成像检测技术

脉冲涡流阵列系统具有大面积、快速检测的优点,可用于金属表面裂纹的自动在线检测。在无损检测领域,应用成像技术可以直观地观测到被检测物体的缺陷位置及大小,提高检测人员的工作效率,促进无损检测技术的应用普及。设计了一套脉冲涡流阵列检测系统,包括脉冲涡流阵列探头。应用该系统对标准铝合金试件的缺陷进行了初步的成像处理,给出了标准铝合金试块缺陷成像检测结果,并指出今后的工作方向。     

基于聚焦探头的带包覆层管道复杂结构部位脉冲涡流检测研究

脉冲涡流检测技术在带包覆层管道腐蚀缺陷检测中展现出优势而引起广泛关注。本研究设计了一种脉冲涡流聚焦探头,通过有限元仿真与试验,研究其在复杂结构部位中的检测能力。仿真结果显示,设计的脉冲涡流聚焦探头能有效聚集磁场与涡流场能量,有利于对局部缺陷与复杂结构中的缺陷进行检测。通过探究聚焦探头在提离10~50 mm下对管道焊缝及各种尺寸局部缺陷的检测灵敏度,分析其检测能力与提离检测极限,以及在检测过程中的信号特征。结果表明,聚焦探头在提离50 mm下仍能检出尺寸为40 mm×40 mm×1 mm（长×宽×深）的方形局部腐蚀缺陷,焊缝信号的凸起特征、缺陷信号的下凹特征与仿真结果相印证。     

脉冲涡流阵列成像检测

飞机多层铆接结构中内层埋藏缺陷的检测是无损检测领域的一个难点。设计了一套脉冲涡流阵列检测系统,包括线性霍尔阵列探头和软件成像系统。应用该系统对铝合金深层裂缝及铆接结构内层裂纹腐蚀缺陷进行检测,通过时间切片分析法获取缺陷信号特征值,组成特征幅值的矩阵,实现成像扫描。试验结果表明,采用时间切片分析法能够有效地对试件近表面及内层的缺陷进行成像检测。     

脉冲漏磁传感器的优化设计与试验验证

在铁磁性板材、管道腐蚀、裂纹等缺陷检测方面,脉冲漏磁技术显示了潜在的优势。在对多种不同结构的传感器进行仿真分析的基础上,提出了一种新型励磁结构的脉冲漏磁传感器,减少了背景噪声磁场对缺陷漏磁信号的磁场压缩作用,提高了传感器对缺陷信息获取的准确性,适合于绝缘层或涂覆层下缺陷的检测。研制了新型传感器,并对标准试件进行了测试。试验证明了传感器设计的正确性及有效性。     

脉冲涡流检测技术的进展

脉冲涡流检测技术主要用于检测亚表面及多层金属结构缺陷。脉冲激励与金属结构缺陷之间发生相互作用,在探头中引起的瞬态响应信号包含大量的缺陷信息,使之具有快速定量检测缺陷的潜力,但也增加了对响应信号解释的难度。评述了脉冲涡流瞬态响应的计算、提离噪声抑制等方面的国内外研究进展,分析了脉冲涡流检测技术的发展方向。     

基于柔性涡流探头的托卡马克内部线圈导体偏心涡流检测

托卡马克内部线圈由具有三层结构的套管导体绕制而成。在其加工过程中,可能会产生偏心缺陷,导致中间氧化镁陶瓷层绝缘性能下降,进而可能造成严重后果。因此,对其偏心缺陷进行有效的无损检测尤为重要。为提高涡流检测方法对于偏心缺陷的检测能力,降低提离变化等导致的误差,提出和验证了基于柔性涡流探头进行偏心检测的方法,并通过不同探头结构及放置方式下检出效果的对比,探讨了最优探头配置方式。     

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。     

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。     

脉冲漏磁检测缺陷信号特征分析

分析了脉冲漏磁检测原理,提出了脉冲交流磁化方式,建立了脉冲漏磁检测系统。对不同深度、长度等缺陷的钢管试件进行了测试,提取漏磁检测传感器瞬态感应电压信号进行定性时域分析。试验结果表明,在较大提离情况下,脉冲漏磁检测方法综合了漏磁检测和脉冲涡流检测的优点,具有快速、定量检测的特点,在钢管的缺陷检测中具有广阔的应用前景。     

飞机多层结构铆钉孔周缺陷的阵列脉冲涡流检测

飞机多层金属铆接结构中铆钉周边缺陷的检测是无损检测领域中的难点。基于阵列脉冲涡流检测技术,采用线性阵列矩形探头并用TMR芯片接收信号,采用旋转式扫描的检测方法对铆钉孔周缺陷进行检测。结果表明,缺陷和阵列轴线存在一个最佳角度检测点,旋转式扫描方法对铆钉孔周缺陷具有显著的检测效果。     

联合时频分析在脉冲涡流信号识别中的应用

脉冲涡流主要用于对飞机多层结构中出现的腐蚀缺陷进行定量检测.针对实际检测过程中由于探头提离变化和腐蚀缺陷同时存在时的信号难以识别的问题,应用时频分析的方法能同时得出信号随时间和频率变化的特性,为脉冲涡流检测信号提供了一种很好的可视化识别途径.     

浅薄缺陷的脉冲漏磁信号特征量提取

为提高脉冲漏磁对浅薄缺陷的检测能力,提出了一种处理检测信号的二次差分方法,分离出在涡流效应的阻尼作用下产生的脉冲漏磁信号中的涡流分量,即二次差分信号。从二次差分信号中提取出了浅薄缺陷深度的新特征量——峰值时间Pt,并验证了二次差分方法的可行性。试验结果表明,和信号幅值大小相比,将Pt作为浅薄缺陷特征量,在检测浅薄缺陷时对缺陷深度的分辨率较高,同时能够克服检测探头提离所引起的缺陷特征量分辨率严重下降的问题。     

托卡马克内部线圈导体偏心缺陷涡流检测探头参数优化

针对托卡马克内部线圈导体在加工过程中可能会产生偏心缺陷,导致中间陶瓷层绝缘效果降低的问题,通过不同结构柔性涡流探头及各种放置方式下检出效果的对比,分析了探头优化配置方式。为进一步提高检出灵敏度,基于退化磁矢位(Ar)方法进行了数值计算,探讨了不同尺寸参数的柔性探头对检出效果的影响,对探头尺寸参数进行了优化,为实际检出时涡流探头的设计提供了理论依据。     

基于磁屏蔽的脉冲涡流缺陷检测仿真

针对铁磁性/非铁磁性的脉冲涡流缺陷检测,建立了磁屏蔽下的脉冲涡流检测数值仿真模型,分析了两种金属构件磁屏蔽下的涡流、磁感线分布和涡流检测信号的作用机制。磁屏蔽主要包括线圈无磁屏蔽、线圈内磁屏蔽、线圈外磁屏蔽、线圈内外磁屏蔽四种磁屏蔽方式。仿真结果表明:两种金属构件下的四种脉冲涡流缺陷检测磁屏蔽模型中,线圈内磁屏蔽措施对于提高脉冲涡流缺陷检测的灵敏度最有效。     

脉冲涡流检测技术的研究进展和展望

飞机多层结构中缺陷的检测是目前航空领域无损检测的难点。脉冲涡流检测技术近年来在航空无损检测领域得到了广泛的重视和应用。综述了国内外科研机构在脉冲涡流技术的工程应用、理论计算、缺陷成像以及缺陷识别方法方面的研究进展。指出了脉冲涡流检测技术的发展趋势以及今后的研究热点。