基于U形磁轭探头的交流漏磁检测法机理研究

交流漏磁检测法常采用U形磁轭探头,但由于正弦波励磁信号引起了涡流,缺陷区域的漏磁场和扰动涡流场共同作用使其检测机理易导致混淆。建立了直流漏磁检测有限元模型,提出了评判检测原理的信号准则。在此基础上,对U形磁轭探头进行了仿真和试验。结果表明,当探头的一次磁场方向、探头移动方向与裂纹走向平行时,裂纹中心处的磁感应强度的水平分量比无缺陷处小,该分量与信号频率和励磁强度无关。依据评判准则,U形磁轭探头检测纵向裂纹时其机理并非源于交流漏磁效应。     

旋转磁场阵列式传感器设计及管道缺陷的仿真研究

管道内壁腐蚀具有不同的形状和取向,需要对不同的缺陷产生相对的横向的涡流场,方能有效地检测到相应的涡流产生的二次磁场的扰动信号。基于涡流检测技术,提出了一种用于在役检测管道内壁腐蚀状况的新型阵列式传感器探头设计方法,该探头使用相隔60°的3组绕组并通以三相电流来产生旋转磁场,对管道进行励磁;使用新型的高灵敏度巨磁阻(GMR)传感器芯片代替传统的线圈检测器来提取管道缺陷信号。通过有限元分析研究了三相电流激励频率、传感器提离以及激励电流对检测效果的影响,结果表明所设计的探头能够准确地识别并定位不同取向的管道缺陷,设计方法具有一定的可靠性。     

小管径弹药筒高速漏磁检测方法与系统

为解决传统检测设备难以对弹药筒进行高速、高精无损检测的问题,采用漏磁检测法检测弹药筒,设计了用于弹药筒无损探伤的检测系统,该系统采用弹药筒原地旋转、漏磁检测探头管体外全覆盖的漏磁检测方式。设计了可调节探靴、U形磁轭磁化机构,使用磁头式精密漏磁检测阵列探头拾取微细裂纹产生的漏磁场,根据弹药筒规格合理提取多通道中有效检测信号并分析缺陷信号和典型误报信号的特征,进行减少误判的信号处理。该检测系统满足多规格弹药筒高速、高精的漏磁检测需求,单机检测时间可达每件4 s,最小检出深度达0.05 mm。     

导电材料缺陷的涡流成像检测技术研究

针对目前涡流无损检测尚存在检测精度低、反演识别难的问题,利用理论仿真分析,设计了励磁均匀性较好的励磁线圈和阵列隧道磁阻(TMR)传感器探头,基于阵列探头提出了等空间间隔插值成像缺陷检测方法,搭建试验系统,并进行缺陷检测试验。结果表明,提出的方法可有效地避免探头速度对成像结果的影响,从而实现不同形状尺寸缺陷的轮廓成像检测,为后续导电材料缺陷的涡流智能检测提供支持。     

基于STM32的多通道探头阵列低频电磁检测系统研究

针对多通道探头阵列低频电磁检测系统进行研究,阐述了低频电磁技术检测机理和组成结构,提出采用多通道感应式磁传感器检测线圈阵列作为缺陷信号有效拾取介质,并基于STM32控制器完成多通道阵列励磁探头、激励电路、信号调理采样电路及存储读取一体化电路模块的系统化设计。实验结果表明,该系统运行稳定,可有效规避外部杂散磁场干扰,并实时输出当前检测位置缺陷信息(幅值、相位),为低频电磁无损检测技术的进一步发展提供了优良的实验基础。     

基于磁各向异性方法的铁磁材料应力检测研究

针对铁磁材料应力至今仍难以有效检测的问题,提出采用磁各向异性方法对铁磁材料应力进行检测。基于磁各向异性方法的检测原理,研制3种不同结构类型的锰锌铁氧体检测探头,搭建由励磁系统、信号采集系统、信号处理系统组成的磁各向异性检测系统,并在不同应力、频率与激励电压下对不同形状试件进行检测试验。结果表明,探头对于试件处于不同应力、激励频率与不同激励电压下均具有很好的检测效果,3种类型探头之间具有不同的检测现象和特征。     

基于两半式涡流线圈和巡线机器人的高压输电线在线检测系统

设计了一种新型的两半式涡流探头,结合线上机器人巡查机构,用于高压输电线的在线无损检测,涡流探头由两半共4个扇形线圈绕组组成。设计了基于涡流检测和机器人技术的检测系统硬件平台,阐述了涡流探头用于输电线外层铝绞线缺陷检测的工作方式,探头传感信号通过锁相放大器提取。为了提高信噪比,采用了小波变换的方法对信号中噪声予以去除。通过对3种激励频率下检测信号值的比较,得出两半式涡流探头用于输电线在线检测的灵敏度随频率增加而改善。     

小型磁化器条件下的变励磁MFL检测新方法

为解决常规储罐和管道的漏磁检测(MFL)方法中磁化器体积大、耗能多的缺点,提出了一种小型磁化器条件下的变励磁MFL检测新方法。首先,分析了小磁化器条件下被测钢板磁化状态随外部励磁强度的变化特性,推导了偏置磁化条件下励磁通变化量与漏磁场变化率的关系模型;其次,根据所建立的关系模型,设计了一种新型变励磁MFL检测探头,并给出变励磁MFL法的系统实现方案;再次,结合实现方案,搭建了变励磁MFL相应的实验平台;最后,在该平台上,开展了一系列的物理实验并对实验结果进行了深入讨论。实验结果表明,所提变励磁MFL法无需对被测钢板进行局部饱和磁化,适合小型磁化器条件并具有较高的灵敏度。变励磁MFL法为漏磁检测领域提供了一种新的检测思路。     

用振动信号检测柱塞泵松靴故障

本文讨论了轴向柱塞泵的振动产生机理,针对该类泵最常见的故障——滑靴松动,提出采用振动信号监测、分析的方法。比较了 FFT 自功谱、最大熵谱和短时最大熵谱三种信号处理方法提取故障特征的能力。认为 FFT 自功谱和最大熵谱只能够检测严重的滑靴松动,而短时最大熵谱对数据敏感,能提取微弱的故障信号,是监测松靴故障的有效手段。     

小径管脉冲远场涡流检测研究

小径管如热交换器管等在工业中应用广泛,不少使用情况下需要定期检测.远场涡流技术是检测小径管缺陷的有效技术之一,在此基础上,脉冲远场涡流检测技术结合了脉冲涡流的频谱丰富性和远场涡流技术同时检测内外管壁缺陷的特点.应用脉冲远场涡流检测技术对小径管进行检测,并对该技术中差分式探头和绝对式探头的检测特点进行系统详细的研究.设计一种新型差分式探头,其接收部分由两个差分连接的检测线圈组成.差分结构中的一个检测线圈用作绝对式线圈,其检测信号采用一个信号采集通道处理,同时两个线圈的差分信号则采用另一个信号采集通道处理.通过数值仿真分析了检测原理,并对腐蚀、孔状和裂纹三种类型管道试件缺陷进行了系列检测研究.试验结果表明探头中的差分线圈对裂纹类、孔类缺陷具有很好的检测灵敏度,远优于绝对式线圈的检测能力,但对检测渐变腐蚀类缺陷不敏感;同时探头中的绝对式线圈对渐变腐蚀具有很好的检测灵敏度.绝对式线圈检测信号中存在着明显的伪峰信号,但差分式线圈则能够有效抑制伪峰信号.所设计的应用双通道处理方法的探头可同时有效检测三种类型的缺陷,并且脉冲涡流检测所具有的缺陷深度定位特征也仍然有效.     

钢管纵向伤高速高精漏磁探伤磁化方法

在钢管螺旋推进漏磁检测扫描中,检测速度越快,要求的检测探靴轴向长度越长,使得扫描覆盖范围超出了均匀磁化区,出现信号不一致的问题。针对钢管纵向伤检测中检测精度与速度相互制约的问题,以保证钢管纵向伤高速检测的信号一致性为目标,采用有限元仿真与实验验证相结合的方法,分析了周向磁化中磁极靴的结构对钢管表面磁场均匀性的影响。在此基础上提出了一种纵向伤漏磁检测磁化方法,扩大了钢管表面的均匀磁场区域,在同样的检测区域内提高了检测信号的一致性。     

涡流效应影响高速运动钢管磁化的仿真研究

根据楞次定律,在高速漏磁检测过程中钢管与轴向磁化线圈发生轴向相对运动时将产生涡流效应。涡流磁场与原磁化场叠加后影响钢管磁化状态,最终影响到高速漏磁检测结果的一致性。为分析高速漏磁检测中涡流效应对钢管全长磁化的影响,将原磁化场矢量分解轴向分量和径向分量并根据楞次定律建立钢管内部涡流分布方程,并获得感应涡流磁场在钢管中的空间分布。分析涡流磁场叠加于原磁化场之后对管头、管体和管尾处磁化状态的影响,发现管头涡流磁场与原磁化场方向相反,涡流效应具有抑制钢管磁化作用;管尾处两者方向相同,涡流效应具有增强磁化作用;涡流效应对管体磁化基本没有影响。通过有限元法分析钢管运行速度与涡流密度的关系,并进一步研究涡流效应对钢管管头、管体和管尾磁化状态的影响,为钢管全长一致性评价提供参考依据。     

A program for 3D simulation of signals for ultrasonic testing of specimens

Optimization of the parameters of schemes using multichannel ultrasonic flaw detectors for sonic testing of rails (sonic test schemes), as well as development of algorithms for processing test signals, are considered. The efficiency of the RAIL-3D computer code proposed for the 3D simulation of the propagation and formation of echo signals during ultrasonic testing is tested by comparing real signals and simulation results for a CB-2 calibration block. The comparison is performed for the complex conditions under which rails are tested. The code can also be used for simulating signals of ultrasonic nondestructive testing in other metal products.     

智能钢绳测长仪

本文介绍了一种通过对钢绳励磁再读磁的方法对钢绳的长度进行测量。解决了传统的对钢绳长度测量所产生的测量误差问题。     

The Magnetizing System of an In-Tube Flaw Detector with Transverse Magnetization

Results of calculations of the magnetizing system for a flaw detector are presented. The device is intended to determine longitudinal stress-corrosion cracks in pipes in underground trunk pipelines. The calculation results are compared to the experimental data obtained with a special model of the magnetizing device. The optimum parameters of magnetizing elements, as well as their mutual location that ensures the magnitude and direction of the magnetic flux in a pipeline's wall that are required for reliable identification of longitudinal defects, are determined. The obtained results were used as a basis for designing the magnetizing system's module, which is the main unit in each in-tube flaw detector.     

The fundamentals of the theory of spatiotemporal signal processing as applied to problems of ultrasonic flaw detection of articles from complexly structured materials

The basic propositions of spatiotemporal signal processing as applied to the problems of ultrasonic testing of complex-structure articles with a high attenuation of acoustic signals are considered. Different algorithms of extracting informational echo signals from white and structural noise during multichannel spatiotemporal signal processing are studied.     

Microprocessor AE System for Strength Tests of Aircraft Structures

The paper describes a new approach to designing multichannel AE diagnostic systems using signal processors. A new processing algorithm is suggested to eliminate isolated spurious single pulses in processed AE signals. Practical results are reported which were obtained with the help of the microprocessor system in strength tests of a panel of a heavy transport plane.     

基于微分磁导率的铁磁性材料无损检测新方法

利用微分磁导率变化特性,提出了一种可对材料的宏观缺陷进行快速扫查的无损检测新方法。首先,将铁磁性材料置于偏置磁化场环境下,缺陷将导致内部磁通的畸变;其次,磁通畸变进一步体现在材料表面微分磁导率分布的差异性;再次,通过特殊设计的微分磁导率检测探头,对材料表面微分磁导率的分布进行扫查;最后,由磁导率分布差异获得材料内部的不连续性信息,从而实现对缺陷的无损检测。开展了系列验证实验,结果表明,相对于传统的漏磁检测方法,新方法具有磁化强度低、磁通泄漏少、检测信号稳定的特点。新方法正、反面缺陷探测信号存在差异,在缺陷深度识别方面亦存在优势。     

Evaluation of transverse cracks detection depth in MFL rail NDT

The limiting detection depth of subsurface defects is considered as an important efficiency factor of Magnetic Flux Leakage (MFL) method of railway nondestructive testing. This issue is particularly topical since magnetizing systems of new type with increased interpole distance are implementing. The speculative limit of detection depth is investigated by numerical simulation. Test data of NDT facilities equipped with new magnetizing system are presented.     

A split method of ultrasonic testing

The considered new split method of ultrasonic testing is based on the optimal quasi-harmonic synthesis of echo signals and substantially extends the possibilities of designing adaptive ultrasonic testing systems. This method is highly sensitive, noise-immune, and algorithmically flexible.