脉冲涡流检测激励参数和激励线圈参数的优化设计

在采用脉冲涡流技术对铁磁性承压设备进行缺陷检测时,脉冲激励参数和激励线圈参数的不同会对检测结果造成较大影响。首先,利用有限元法建立了脉冲涡流检测铁磁性试件厚度的仿真模型;其次,以差分信号峰值为特征分析了脉冲激励参数和激励线圈参数对检测灵敏度和分辨率的影响,依据影响规律确定了脉冲激励参数和激励线圈参数,通过仿真试验确定了在该参数下的有效壁厚检测范围;最后,通过测试件试验,验证了仿真结果的正确性。     

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。     

脉冲涡流热成像检测激励参数的优化

脉冲涡流热成像无损检测技术可以对金属表面裂纹进行快速、准确地检测,但是不同的激励参数和材料特性对检测结果影响很大。通过建立感应加热二维模型,选取了表面温升和温度升高比两个特征量,分析了铁磁性的45钢和非铁磁性的202不锈钢在加热时间和激励电流频率变化时的感应加热规律,比较了两种材料的涡流场、温度场分布的差异以及激励参数变化对裂纹检测的影响,为实际检测中铁磁性和非铁磁性材料脉冲涡流感应加热激励参数的选取提供了参考。     

脉冲涡流激励信号参数对检测能力的影响

脉冲涡流检测方法是近年来发展起来的一种新型无损检测技术,检测时激励信号的参数选取对检测结果有一定影响。首先基于频域叠加法开发了脉冲涡流信号的快速算法;然后,分析了脉冲涡流激励信号的基频、占空比以及脉冲上升和衰减时间变化对检测灵敏度的影响,并从激励信号的频谱特性角度分析了原因,且给出了基频和占空比的选定原则。     

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。     

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。     

脉冲激励远场涡流管道检测技术的有限元仿真

研究了脉冲激励下的远场涡流管道检测技术,采用有限元仿真的方法对检测系统参数对检测结果的影响做了详细的分析。表明该技术将远场涡流和脉冲激励的优势有效结合,能提取较多检测信息,可同时测量管道内径和内、外壁缺陷信息,且具有信号幅值高,功耗低的优点。     

脉冲涡流检测系统影响因素分析

脉冲涡流检测系统中参数的选择对于提高缺陷的检测灵敏度具有重要的意义。分析了激励线圈的尺寸、激励脉冲的频率、占空比和电压等因素对脉冲涡流检测系统的影响,给出了实际检测过程中选择参数的原则。     

涡流效应对脉冲漏磁检测信号的影响

为了研究脉冲漏磁检测中涡流效应对漏磁信号的影响,应用有限元分析软件建立了脉冲漏磁检测仿真模型,对被测样本内磁场与涡流分布随时间变化的情况进行了分析,进而研究了基于不同激励电压和磁芯磁导率仿真模型的漏磁信号波形。仿真结果表明,当磁场激励较小时,漏磁信号在脉冲激励电压的上升阶段存在过冲现象,随后达到稳态。搭建了检测平台进行检测试验,检测结果与仿真结果相一致,研究表明在缺陷检测中应用检测信号峰值特征评估缺陷深度的方法具有更高的精度。     

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。     

脉冲涡流无损检测技术在裂纹定量中的应用

脉冲涡流是近几年发展起来的一种无损检测技术。与传统涡流不同，脉冲涡流用一个脉冲电流来激励线圈，对检测探头感应的时域瞬态响应信号进行分析，选用信号的峰值、过零时间和峰值时间来对裂纹进行定量检测。对表面和近表面裂纹的长度和深度进行了定量检测，提出了辨别表面和近表面裂纹的公式。试验证实，脉冲涡流只需一次扫描就可对被测试件上不同深度的裂纹实现定量检测，因此具有广阔的应用前景。     

Study on defect classification in multi-layer structures based on Fisher linear discriminate analysis by using pulsed eddy current technique

Pulsed eddy current (PEC) is an emerging non-destructive testing technique with wide application potential. In this study, defect parameter identification in multi-layer structures is examined by using the PEC technique, and a Fisher linear discriminate analysis (FLDA)-based defect classification method is proposed. Defect localization and shape identification are investigated, and defects on the surface and subsurface of the third layer are discriminated. The time domain characterization method is introduced and researched by using the peak time and zero-crossing time of PEC response signals, the principal component analysis algorithm and the FLDA method. The feature extraction results of the three methods are used as the input values of support vector machine for defect classification and feature extraction, and the classification methods are compared. Theoretical analysis and experimental results show that the proposed method can contribute to effective classification for defect parameter identification.     

Pulsed eddy current technique for defect detection in aircraft riveted structures

The Pulsed Eddy Current (PEC) technique is an effective method of quantifying defects in multi-layer structures. It is difficult to detect defects in riveted structures of aging aircraft. Based on theoretical analysis of PEC technique, three different probes, including a differential hall probe, a differential coil probe, and a two-stage differential coil probe are designed to detect this kind of defects. The averaging method and wavelet analysis method are used to de-noise the hall response signals. By selecting peak amplitude and zero-crossing time of response signal in time domain as key features, defects in riveted structures can be detected effectively. The experimental results indicated that the differential coil probe acted as effectively as the differential hall probe. The defects between third layer and fourth layer in riveted structures can be detected by utilizing the two-stage differential coil probe. The PEC technique has a promising application foreground in the field of aeronautical nondestructive testing.     

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.     

Pulsed eddy current signal processing method for signal denoising in ferromagnetic plate testing

A signal denoising method is presented for ferromagnetic material pulsed eddy current (PEC) testing signal. The method firstly performs multiple measurements, and obtains an averaged signal and then transforms the averaged PEC signal from Cartesian domain to double logarithmic domain by the developed algorithm. A median filtering process is then performed for double logarithmic domain signal. An invert transform is optional to be performed to transform the processed signal from double logarithmic domain back to Cartesian domain. A signal-to-noise ratio (SNR) improvement quantification method is applied to evaluate the SNR improvement. The performance of the method is then verified by experiments. The effects of signal averaging number and median filter’s order are discussed. Experiment results show the method is able to increase SNR by about 40 dB.     

脉冲涡流检测提离效应的抑制方法

脉冲涡流检测中由于探头倾斜或被测对象表面不光滑等原因容易产生提离效应,提离效应严重影响着脉冲涡流无损检测的结果。提出了一种基于差分信号二阶微分零时刻值匹配补偿的方法。首先建立相应的提离参考数据库,然后通过索引二阶微分零时刻值匹配提离参考信号,计算补偿比,利用补偿公式对提离效应进行抑制。通过试验发现,经该方法处理后的有提离差分信号能够与无提离的差分信号可以很好的吻合,消除了提离效应对差分信号的影响。试验结果表明了该方法能够对多层金属结构的内部缺陷检测具有较好的提离抑制效果。