缺陷方向对基于GMR的电涡流缺陷检测的影响

由于电涡流缺陷检测多采用单方向激励方式,而实际检测中缺陷的方向是未知的,从而造成检测灵敏度不确定.针对此情况设计以巨磁电阻(GMR)传感器为检测元件的矩形线圈激励的检测探头,以矩形缺陷为研究对象,从定性和定量两个角度仿真对比了在同一激励方向下,不同方向缺陷引起的磁感应强度变化,发现缺陷方向平行于激励线圈轴线时能更好地体现缺陷,在此基础上,对不同方向缺陷进行扫描实验,将测量数据扫描曲线进行对比发现,当缺陷方向平行于激励线圈轴线时曲线峰值较大且峰值位置明显,能更清晰地反映缺陷信息.     

多层导电结构缺陷电涡流扫描检测信号预处理技术研究

应用小波多分辨分解及重构技术和小波包分析技术进行检测信号预处理(噪声和干扰信号分离与去除)的基本原理,结合电涡流扫描检测实验,采用离散小波变换强制消噪法、软阈值消噪法和不同熵准则的小波包分析消噪法对检测信号进行预处理,并以SNR和RMSE为判断消噪效果好坏的标准,进行了效果的比较和优选.从理论分析和实验研究结果可知,分离提离等干扰信号,可采用强制法;消除高频噪声,采用基于Shannon熵准则的WPA法,效果最好.     

多层导电结构电涡流扫描检测缺陷自动识别和分类技术研究

多层导电结构涡流检测中,缺陷的自动识别和分类是急需解决的重要问题.提出了一种新的缺陷信号自动检测识别和分类方法,首先采用幅值中值预判和小波分析方法进行信号预处理,自动识别并提取包含缺陷的涡流检测信号片段;然后运用主分量分析法对含有缺陷的信号片段进行特征提取;接着构建最近均值、K近邻、BP网络和支持向量机四种分类器对缺陷信号进行分类;最后进行了实验研究,对多层导电结构三种形状缺陷的扫描检测信号进行识别和分类,验证了本文所提出方法的有效性,并比较了各分类器的性能,根据识别和分类错误率大小,可看出支持向量机分类器具有较好的鲁棒性和稳定性.     

GMR传感器用于转动惯量检测的模拟与分析

提出一种利用GMR传感器来检测物体转动惯量的方法.连接了磁性功能材料的旋臂可以在磁场的操纵下旋转,GMR传感器可以通过检测磁性功能材料产生的磁场强度得到旋臂运动过程中角度的变化,根据旋转过程的不同可判断旋臂的转动惯量的情况.据此制作了物理模型进行实验,并建立了数学模型进行悬臂运动过程的动力学分析,证明了这种利用GMR传感器检测转动惯量变化的方案是可行的.GMR传感器的这一应用可用于检测微小物体的转动惯量.     

基于GMR传感器三磁道磁卡读卡器设计

针对金融、商业、邮电等消费领域对磁卡读卡器的要求,为实现低误码率,解决用户刷卡速度不一的问题,基于巨磁电阻(GMR)传感器,提出了一种新型三磁道磁卡读卡器的设计方案.该方案以解码芯片M3-2300-LOL为平台,设计了滤波电路和解码电路,实现了对三磁道磁卡的信息采集、分析和读取.经实验测试表明:巨磁电阻磁头可替代传统薄膜感应(TFI)磁头,该磁卡阅读系统运行稳定,效果良好.     

多层导电结构厚度电涡流检测正向模型及仿真器研究

首先推导出有限截面圆柱形线圈置于多层导电结构上方时,各种参数与阻抗变化关系的数学模型;接着研究该正向模型的求解方法和计算技术,并建立了一个多层厚度电涡流检测仿真器,仿真计算了单层板、金属基体上导电涂层厚度以及多层导电结构板间间隙检测时待测厚度值变化导致的探头阻抗响应值,分析了变化规律,并进行了实验验证.仿真器的仿真结果可为实际检测系统参数设计提供理论依据,且可在基于模型的反演算法中提供正向解.     

涡流检测在铝板超声缺陷检测盲区中的应用研究

针对利用超声检测技术对铝板进行缺陷检测时,存在近表面埋藏缺陷检测盲区的问题,研究了涡流检测在铝板超声检测盲区中的应用.基于COMSOL仿真软件,建立了探头及铝板浅表层埋藏缺陷的检测模型,研究了线圈内径、匝数以及激励频率的变化对探头检测灵敏度的影响;结合仿真分析结果,设计了用于铝板浅表层埋藏缺陷检测的探头及检测平台,并对...     

GMR电流传感器温度稳定性研究

新型智能传感器是支撑智能电网的核心关键技术之一,论文通过分析巨磁电阻效应(Giant Magneto resistive,GMR),研究了巨磁电阻温度特性;针对实际环境中工作温度范围较大对GMR电流传感器在智能电网应用中的影响提出了解决方案;利用惠斯通电桥自补偿原理设计巨磁电流传感器敏感机构,克服温度对量测精度的影响;以电压源供电方式结合温变电阻改善器件的温度特性,提高线性区间;经验证该方法可有效改善GMR电流传感器的温度特性,保证线性区间。     

巨磁电阻效应与传感器

本文介绍了各种磁性材料的巨磁电阻效应及其传感的原理、结构、特性和应用。     

钛合金深层裂纹缺陷涡流检测仿真与实验研究

针对常规涡流只能检测金属构件近表面缺陷的瓶颈,本文基于TMR隧道磁阻阵列设计了多通道差分激励涡流检测探头,实现了对钛合金板件深层裂纹缺陷的检测.通过模拟优化了线圈参数,设计了差分式矩形激励线圈组合结构,从而提高TMR阵列对缺陷的检测效果,并制作了TMR阵列的差分涡流检测探头.分别针对钛合金板件表面3 mm和4 mm下的深层裂纹缺陷进行实验测试,表面3 mm下的长度为12 mm、6 mm、3 mm微裂纹检测得的感应磁场强度分别为0.01992 mT、0.0152 mT、0.00528 mT;表面4 mm下的6 mm长微裂纹的感应磁场强度大约为0.00448 mT.结果表明,所设计的TMR阵列涡流探头对缺陷长度变化相较于宽度变化更为敏感,能有效检测出深层微小裂纹缺陷.     

基于阵列涡流技术的裂纹特征量研究

阵列涡流传感器能够实现导电材料的大面积高速扫描。不同走向的裂纹对线圈间互感的影响是不同的,因此,测量线圈间的互感能够获得更多的缺陷信息。利用ANSYS软件对横向和纵向裂纹进行了三维有限元仿真,得到了相应的阵列涡流敏感线圈感应电动势幅值变化曲线。仿真结果表明:通过测量线圈间的互感,可以实现对裂纹长度和方向等特征量的检测。     

方向性脉冲涡流应力检测研究进展

方向性脉冲涡流检测技术是一种新型的脉冲涡流检测技术,由于具有方向特性,在脉冲涡流各向异性金属部件应力检测中具有明显的优越性。综述了方向性脉冲涡流无损检测技术在理论、信号特征提取、应力检测等方面的国内外研究进展,分析了方向性脉冲涡流无损检测技术的发展方向。     

基于远场涡流的碳钢管道缺陷外检测方法

远场涡流技术广泛应用于铁磁性管道缺陷检测,但探头放入管内时通常需要设备停机。为满足压力管道的在役检测需求,传感器被置放于管外。本文对管道弯头处内外壁缺陷深度和外管壁缺陷走向检测信号的幅值和相位进行研究。结果表明：弯头处传感器电压信号的相位随缺陷深度的增加而近似线性减小,可用于缺陷深度的定量。管壁处传感器电压信号的幅值随外管壁缺陷走向由周向往轴向逐渐增大,可用于同深度缺陷走向的判断。综合运用上述特征信息,可在实际检测中补偿由缺陷走向给深度定量带来的误差。     

一种涡流检测探头响应与缺陷大小的关系研究

为了实现涡流无损检测的定量评估,设计了一种直接测量涡流磁场的涡流检测探头,该探头包含两个激励线圈和一个检测线圈.通过有限元法建立三维涡流仿真模型,对比研究导体内有无圆柱形缺陷时涡流的分布情况以及检测线圈响应的变化量.仿真结果显示,当导体内存在圆柱形缺陷时,涡流密度会集中分布在缺陷的侧面区域并且其大小会增加;检测线圈中响应的变化量与缺陷体积之间的关系满足两个指数函数的线性组合,对于体积较小的缺陷,检测线圈中响应的变化量与缺陷的体积近似成正比关系.实验结果验证了导体内存在小体积的缺陷时,检测线圈中响应的变化量与缺陷的体积之间的近似正比关系,证明了该结构的探头可以用于对缺陷的定量研究.     

脉冲涡流TR探头解析模型的快速求解方法

作为分析脉冲涡流响应的常用工具,解析模型因具有物理意义明确、精度高、计算速度快等优点而得到了广泛关注;近年来,随着脉冲涡流阵列探头的应用,对其阵列单元——即激励和接收线圈非同轴的Transmitter-Receiver阵列单元(以下简称TR探头)的解析分析需求迫切;而当前关于TR探头的解析模型大多数将试件缺陷等效为大面积壁厚减薄缺陷,模型精度较低;为提高TR传感器解析模型的求解精度,将构件缺陷等效为平底盲孔缺陷,建立了含平底盲孔构件脉冲涡流TR探头的解析模型,且提出了一种快速求解该模型解析解的方法:首先,通过分析典型模型解析解的形式,发现其由广义反射系数、线圈系数等乘积组成,且广义反射系数仅与构件结构有关,线圈系数仅与探头有关;然后,参考已有的含平底盲孔构件同轴式探头检测模型和均匀壁厚减薄缺陷的TR探头模型,分别获取广义反射系数和线圈系数解析表达式;最后,将其组合得到含平底盲孔构件脉冲涡流TR探头的解析解;通过和实验数据做比较验证了上述解析解的正确性;所提出的方法可应用到其他脉冲涡流解析模型的快速求解中,降低解析模型的求解难度。     

电力机车主极裂纹涡流检测系统的研制

本文论述了电力机车主极裂纹检测的必要性,并从主极检测的特殊性出发,选用了透射式涡流检测法对其进行有效的检测,本文重点论述了研制出的一整套涡流检测系统的工作原理及其软硬件组成。实验表明,该检测系统能够对电力机车主极裂纹进行准确有效的检测,该检测系统界面友好、实用、有效。     

基于涡流传感的金属表面缺陷检测方法研究

针对发动机涡轮叶片在制造及服役的过程中极易产生微裂纹的问题,以航空铝合金6A02为研究对象,对传统的涡流传感探头进行了有限元建模及参数优化。分析了激励线圈与特定被测金属材料耦合作用时的传感特性,基于巨磁阻(GMR)芯片设计了用于检测微细裂纹的电涡流探头并开发了相应的测试系统,研究了探头扫描方向与GMR芯片敏感轴对检测结果的影响,提出了基于小波分析的噪声消除和特征识别的数据处理方法,得到了良好的效果。实验表明探头具有高灵敏度,能够达到200μm宽度的检测水平。     

脉冲涡流铁磁性材料缺陷检测系统设计

针对金属缺陷中最常见的金属裂纹问题,以厚度均匀的铁磁性材料为主,设计了一种脉冲涡流铁磁性材料缺陷检测系统。该系统分为软件和硬件两部分,硬件部分主要用于信号的发生和采集,软件部分用于完成信号的分析和处理。通过对时域特征值分析,得出铁磁性材料裂纹缺陷的深度与对应的差分信号的峰值特征值呈有规律的一次线性关系,实现了铁磁性材料裂纹缺陷深度的尺寸量化。