脉冲涡流检测技术的某些进展

脉冲涡流(Pulsed Eddy current,PEC)检测技术是用以亚表面缺陷检测的一种新型无损检测技术,是涡流检测的一种新的应用领域,它以测得的磁场最大值出现的时间来确定缺陷位置,从而实现缺陷的无损检测和定量化描述.在一般情况下,噪音的存在使得难以充分提取更多关于缺陷的信息,然而由于激励的复杂性,又使这种检测方法能在被检试样上提取更多的信息,从而获得其在无损检测中的应用地位.本文对脉冲涡流检测技术的工作原理、脉冲涡流信号特征提取技术、提离效应减少技术以及用于缺陷分类的时域特征新方法进行了评述.     

涡流脉冲热像与长脉冲光热像对铝板中亚表面缺陷检测的对比研究

作为两种新兴的无损检测与评估技术,涡流脉冲热像和长脉冲光热像已广泛应用于多种场合。针对两种技术检测铝平板类结构中存在的亚表面缺陷,开展试验对比研究。在利用主成分分析和K-means聚类实现增强和提取缺陷信息的基础上,定量对比两种热像技术检测不同尺寸人工平底洞缺陷的性能。试验结果表明,涡流脉冲热像和长脉冲光热像分别能从18个缺陷中检测出14个和12个。此外,涡流脉冲热像对埋藏较浅的缺陷更具检测优势而长脉冲光热像对孔径较大的缺陷检测效果更好。     

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。     

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。     

一种基于DDS技术的脉冲涡流信号源的实现

脉冲涡流检测技术是近几年新兴的无损检测方法。与传统涡流检测法不同,它以一定占空比的方波脉冲为激励,此信号经过傅里叶变换可分解为无限多个谐波分量之和,所以在采集的磁场信号中含有更多信息。根据脉冲涡流检测法自身的特点,基于DDS技术,设计了一种参数可调式脉冲波形发生器。通过试验验证,此波形发生器性能稳定、参数设置方便,能满足涡流检测系统激励信号的要求,有很好的推广应用价值。     

脉冲涡流检测技术的研究

脉冲涡流检测技术作为当前无损检测的一种新技术,能够快速方便地检测金属导体构件中的缺陷。与传统的单频涡流技术相比,宽频谱的脉冲信号激励使得响应信号中包含了更丰富的缺陷信息。对不同深度的表面缺陷进行了检测,分析了差分信号的特征值与缺陷深度之间的关系,试验表明利用峰值不仅可以判断缺陷位置,而且还与缺陷的深度之间呈线性关系。并对一阶微分信号的特征进行了分析,结果发现,采用一阶微分信号分析可提高脉冲涡流检测系统的线性度。     

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。     

应用误差分离理论对轴（孔）类工件表面缺陷进行涡流检测的研究

提出了一种应用误差分离理论对轴（孔）类工件表面缺陷进行涡流无损检测的新方法,建立了基于该理论的提取轴（孔）类工件表面缺陷信息的数学模型,并以此为理论依据,设计了轴（孔）类表面缺陷涡流检测实验系统。从实验结果可以看出,被测工件表面的缺陷信息被明显地提取出来,从而验证了系统的正确性。     

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。     

下表面腐蚀定量中的低频脉冲涡流检测技术

由于受集肤效应的影响,传统的涡流检测技术很难对多层结构中的腐蚀缺陷进行有效检测。为解决飞机结构中下表面缺陷的定量检测问题,通过研究低频涡流与脉冲涡流检测技术原理,结合两者的优点,设计研制了一套完整的无损检测系统。在对检测信号进行瞬态分析的基础上,通过峰值、过零时间等特征量,实现了下表面腐蚀缺陷体积与深度的定量检测。而且通过对峰值曲线的分析,实现了缺陷长度的定量检测。试验结果表明,低频脉冲涡流检测技术在飞机无损检测行业中具有广阔的应用前景。     

曲面零件裂纹缺陷脉冲涡流热成像检测的仿真

脉冲涡流无损检测已成为零件表面和亚表面缺陷检测的重要手段之一。文章应用数值仿真方法,在COMSOL平台上模拟研究了复杂曲面零件的裂纹缺陷的脉冲涡流热特性,给出了在脉冲涡流作用下的裂纹缺陷周边温度场分布与变化规律。仿真结果表明,脉冲涡流热成像技术能有效检测复杂曲面零件的裂纹缺陷。研究成果可供检测系统设计作为参考。     

油气长输管道管体损伤的高速涡流磁场检测

针对油气长输管道外壁缺陷影响管道安全运行的问题，提出了一种基于动生涡流磁场的无损检测方法。借助ANSYS Electronics有限元分析软件分析了管道表面缺陷参数、检测速度与动生涡流磁场之间的关系，发现在不同管道表面缺陷参数下，动生涡流磁场会根据缺陷形状、尺寸的差异反馈出不同的磁感应强度信号，缺陷尺寸越大，信号反馈越强烈；随着检测速度的提高，动生涡流的磁感应强度逐渐增大，但整体变化趋势基本一致。根据工程实际研制了基于动生涡流磁场的管道无损检测试验装置，开展了试验研究，得到了与仿真相同的规律性结果，从而验证了该技术的可行性，表明动生涡流磁场无损检测方法能够对管道缺陷进行精准定位与辨别。     

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。     

高温连铸坯表面缺陷脉冲电涡流检测方法研究

高温铸坯表面缺陷在线检测对降低生产成本、提高铸坯的热送热装和直接轧制率具有重要意义。提出采用脉冲电涡流检测方法,对高温铸坯表面及近表面缺陷进行在线无损检测。介绍了脉冲电涡流高温铸坯表面缺陷检测方法试验装置,试验研究了脉冲电涡流探测器检测线圈信号的时域特征和频域特征,并给出缺陷信号特征提取方法。研究成果为进一步研究高温铸坯表面缺陷无损探伤装置提供理论基础和技术支撑。     

浅析多频涡流与脉冲涡流检测技术间的关系

对多频涡流与脉冲涡流两种不同的电磁无损检测技术的基本原理分别进行了介绍,进而从脉冲涡流的傅里叶展开式中分析了两者间的关系。指出脉冲涡流检测技术本质上等同于一种衰减型的多频涡流检测技术,而多频涡流可以认为是高频加权的脉冲涡流形式。对这两种涡流检测技术在实际生产中的应用进行了简单介绍。随着涡流检测理论的深入研究,电子技术与计算机技术的迅速发展,多频涡流和脉冲涡流检测技术将成为涡流检测的重要组成部分。     

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。     

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。     

脉冲涡流和电磁声换能器双探头无损检测

在许多情况下，只应用一种NDT技术存在不足，这就迫使NDT操作人员使用一种以上的技术以保证检测出危害被检物使用寿命或功能的缺陷。但分别实施多种技术的检测，就会延长检验时间。介绍了一种新的NDT设施，采用两种不同的非接触无损检测技术进行互补，即电磁声换能器（EMAT）和脉冲涡流（PEC）探头。检测结果表明，脉冲涡流和电磁声换能器因是非接触，所以可应用于材料生产过程中的自动在线检验，也可用于在役检验。     

基于脉冲涡流的多层异种金属材料内部缺陷检测

多层异种金属材料被广泛地应用于航空航天、国防、核工业等领域。由于异种金属材料的特殊性、复杂性,其内部容易出现缺陷,这对传统的无损检测技术提出了挑战。为了提高对该结构内部缺陷的检测能力,提出了磁集中脉冲涡流检测技术。通过设计优化涡流探头的结构参数和设计磁屏蔽方法聚集磁场,提高了内部缺陷的检测灵敏度。最后,使用磁集中结构的脉冲涡流探头对不同缺陷大小的多层异种结构试件进行了检测和方法验证,试验结果表明,设计的脉冲涡流检测平台能成功检测多层异种试件中的缺陷。     

带保温层管道腐蚀缺陷的脉冲涡流检测技术仿真

脉冲涡流检测技术是近几年发展起来的一种新型无损检测技术,可以应用于金属管道和金属板的内腐蚀检测。以低碳无缝钢管的内壁腐蚀作为检测对象,建立了针对脉冲涡流检测的ANSYS有限元仿真模型,分析了磁场仿真的理论基础,列出了仿真分析的具体步骤。为ANSYS有限元仿真软件在脉冲涡流检测中的应用提供了参考,为脉冲涡流检测设备的研制提供了依据。