基于方向调制原理的涡流热成像漆层下裂纹检测技术

针对传统技术检测漆层下金属表面裂纹信噪比低的问题,提出了一种基于方向调制原理的涡流热成像检测技术。首先介绍了方向调制的原理,通过推导方向调制的数学模型,从理论上证明了方法的可行性,根据理论公式与实际情况选择了调制频率,根据该方法搭建了实验平台;分析了涡流无法完整旋转的问题,并提出了一种基于驱动PWM驱动信号翻转的改进方法;针对加热可能导致的谐振频率漂移问题,提出了一种双通道频率跟踪策略;最后对不同漆层厚度下45#钢的人工裂纹与0.517 mm漆层厚度下20#钢磨平焊缝裂纹进行检测并与磁粉法的结果对比。实验结果表明:方向调制方法可检测出0.902 mm漆层下的人工裂纹与0.517 mm漆层下的模拟自然裂纹;对比0.486 mm漆层下人工裂纹与0.451 mm漆层下模拟自然裂纹的磁粉法检测结果,方向调制方法有效提升了漆层下裂纹的检测能力。     

涡流检测裂纹信号处理及形状重构

在压力容器、热交换管道等关键设备结构的无损评价中，裂纹型缺陷形状的确定非常重要。首先采用一种小波分析方法对采集的裂纹涡流检测信号进行了预处理，减少了非缺陷噪声信号并提取了缺陷信号特征，然后采用神经网络方法对裂纹形状进行了重构，重构结果表明该方法具有快速、精确的优点。同时讨论了该方法的不足之处并提出了解决思路。     

孔边裂纹的旋转涡流检测

将调幅旋转涡流检测技术用于叶片气膜孔边任意方向裂纹的无损检测。首先,开发了调幅旋转涡流检测信号数值模拟方法和程序,计算结果表明调幅旋转涡流方法可有效检测孔边裂纹。其次,开发了旋转涡流检测探头和检测实验系统,对含孔边裂纹的气膜孔模拟试件进行了检测实验。检测实验与理论分析的结果一致,验证了所提数值模拟方法和调幅旋转涡流检测技术对孔边裂纹检测的有效性。     

基于电涡流热成像的钢轨滚动接触疲劳裂纹动态检测研究

针对钢轨滚动接触疲劳裂纹检测挑战,提出了新型传感结构下的多物理电涡流热成像技术.通过COMSOL Multiphysics有限元仿真软件,分析了圆柱形磁芯结构、弧形磁轭结构和U形磁轭结构的电磁场特性,并研究了在不同传感架构下对疲劳裂纹的检测效果.针对实际应用条件,在U形磁轭结构的基础上研制了 L形磁轭和梭形磁轭结构并集...     

基于脉冲涡流热成像的金属结构焊缝表面裂纹识别方法

针对利用脉冲涡流热成像技术检测金属结构焊缝表面裂纹时,受焊缝区域物理属性以及焊缝表面状态等因素的影响,红外图像中裂纹区域特征信号复杂,缺乏有效的焊缝裂纹识别方法的问题,研究了基于三维温度曲面相似性的裂纹识别方法,提出了裂纹评价指标,并进行了验证。结果表明该方法不仅能有效识别焊缝表面裂纹并对其进行定量分析,而且摆脱了对先验信息的需求,降低了检测成本和复杂度,具有较高的工程应用价值。     

钢丝绳缺陷涡流热成像在线检测方法研究

为保证钢丝绳的安全运行,提出钢丝绳缺陷涡流热成像在线检测方法.首先,提出基于等时加热的图像重构算法,建立钢丝绳全长均经历相同加热过程的重构图像;进一步,提出列最大值归一化算法,消除发射率不一致造成的温度采集误差;最后,建立涡流热成像在线检测系统,对不同数目断丝和磨损缺陷进行在线检测实验.实验结果证明,该方法可以实现钢丝...     

基于偏置磁化的管道内表面裂纹涡流热成像检测方法研究

因高频热激励磁场趋肤效应的限制,涡流热成像无法实现生产过程中管道内表面裂纹的在线检测.为突破上述问题,提出了基于偏置磁化的管道涡流热成像检测方法:在偏置磁化场作用下,铁磁性管道内表面裂纹会引起外表面趋肤深度层内磁导率分布发生畸变,进一步形成表面非均匀温度场分布,从而可建立内表面裂纹与外表面温度场的关联关系.以电磁感应加...     

基于电涡流脉冲热成像偏度特征的钢轨自然裂纹量化评估

钢轨在服役过程中长期承受列车轮对的压力和冲击载荷,会使其表面及浅层区域产生滚动接触疲劳裂纹.该种裂纹具有典型的三维空间特征,常规无损检测方法难以对裂纹的三维特征进行量化评估.以不同承载的钢轨试件中含有的滚动接触疲劳裂纹为研究对象,采用基于多物理场耦合的电涡流脉冲热成像检测技术,分析钢轨车轮踏面加热及冷却阶段的热图像序列...     

铁路铁轨表面裂纹的涡流检测

针对铁路铁轨等部件安全性需求,介绍了一种结构简单、灵敏度高的金属表面裂纹涡流检测装置。     

磁光成像技术在航空构件涡流检测中的应用

近年来迅速发展的磁光成像（MOI）技术使涡流检测技术得到了新的进展,运用磁光／涡流成像的有限元模型可以对典型的飞机构件缺陷（如连接飞机表面两个铝层的紧固件下面的裂纹）进行模拟,模拟结果表明,其磁场垂直分量的变化对这种结构来说是相当灵敏的,采用MOI技术可以用来探测隐藏在紧固件帽下面的缺陷。     

脉冲涡流热成像的自适应异常提取算法

脉冲涡流热成像通过检测试样表面温度场异常来进行缺陷检测。试样的表面不平整带来的非相关显示,使得缺陷引起的温度异常很难被检测出来。本文提出了自适应异常提取算法,该算法使用基于局部信息模糊C均值聚类图像分割将非相关显示的干扰区域分割开来,然后采用自适应模板对各个分割区域内的像素进行预测。该算法能够用于原始热图像和其他检测算法得到结果图的异常提取。以表面不平整的焊缝裂纹试样为对象来验证算法的有效性,并进行信噪比评价。结果表明该算法能够很好地抑制非相关显示,同时激励不均匀性的干扰也得到较好的消除,缺陷的异常信息被很好地提取出来。     

绝对式科赫分形平面涡流传感器裂纹检测性能研究

针对传统涡流传感器会忽略特殊方向短裂纹的缺点,提出了一种绝对式科赫分形平面涡流传感器,其激励线圈和信号拾取线圈均采用基于分形自相似理论的科赫雪花曲线。首先,对具有相同尺寸的科赫和圆形传感器进行有限元分析。然后,针对不同长度、方向、宽度和深度的裂纹,对比分析两种传感器响应信号的差异。最后,搭建实验系统对有限元分析结果进行验证。研究结果表明,对于不同长度、方向和宽度裂纹的探测,有限元分析结果与实验结果定性一致;在3和5 mm长的裂纹检测中,科赫传感器输出信号变化量比圆形传感器至少高出40%;在不同方向裂纹检测中,对于难检测方向的90°裂纹,科赫传感器比圆形传感器至少高出49%;在不同宽度裂纹检测中,科赫传感器的信号变化量比圆形传感器至少高出29%;在不同深度裂纹检测中,科赫传感器比圆形传感器至少高出6%;相对圆形传感器,科赫传感器对短裂纹探测的优势更加显著。该研究结果对平面柔性涡流传感器电磁感应结构的设计具有重要的参考意义。     

柔性差测量科赫分形涡流传感器内部裂纹检测

柔性涡流传感器由于其可变形性有望被用于复杂形貌结构的无损检测。 柔性科赫分形涡流传感器由于其局部微结构对涡流的调理效果,对各方向短裂纹检测性能的一致性较高,但该传感器对于近表面及内部裂纹的检测还未展开研究。 构建了差测量传感器的等效电路模型;通过仿真方法研究了涡流分布随深度的演化规律;通过试验方法,研究了传感器对覆盖不同厚度铝板预制裂纹试块的检测效果。 有限元结果表明,随着深度的增加,涡流密度减小,集中性降低,分布的形态与其在表面差异越来越大,形态由雪花状向圆形演化。 试验结果表明,传感器输出信号随着覆盖层厚度的增加而减弱;当激励频率为 10 kHz时,传感器可检测到裂纹时覆盖铝板最大厚度为 2. 0 mm。     

InSb磁敏电阻脉冲涡流传感器的研究

脉冲涡流检测方法是涡流检测技术的一个新兴分支。因脉冲信号频带很宽,比单一频率正弦涡流衰减慢,其瞬态感应电压信号中就包含了有关缺陷的重要信息。本文分析了InSb磁敏电阻作为脉冲涡流检测元件的工作原理,设计了探头结构和调理电路,有效抑制了环境温度的干扰,并分析了应用InSb磁敏电阻的涡流探头检测金属裂纹特征的信息提取方法。实验结果表明,采用InSb磁敏电阻作为脉冲涡流检测传感器,具有较高的裂纹灵敏度,且可以较好地反映裂纹的深度。     

电涡流传感器检测磁悬浮转子轴向位移的方法

磁悬浮转子的轴向位移常常利用电涡流传感器从转子轴向方向来检测,这一方法具有一定局限性。针对这一情况,在分析了电涡流传感器的工作原理以及输出特性的影响因素后,研究了利用被测导体的台阶表面来检测导体沿传感器径向方向的位移的方法。在该方法中,采用与差动相反的思想,将关于被测导体对称布置的两个传感器的输出进行加和,来消除传感器线圈与导体间距离的变化对检测结果的影响。结合磁悬浮转子的特性,提出了磁悬浮转子轴向位移径向检测的方法,并进行了实验验证,结果表明传感器的输出电压之和与转子轴向位移之间具有良好的线性关系和灵敏度,验证了该方法的正确性和可行性。     

铁磁性构件缺陷的脉冲涡流检测传感机理研究

铁磁性构件的脉冲涡流检测法是一种融合了漏磁检测与涡流检测的新的复合磁传感检测法。建立了脉冲涡流复合传感有限元仿真模型,仿真分析了铁磁性构件电导率、磁导率和导入直流电流激励大小对脉冲涡流响应信号的影响规律。实验结果表明:随着导入直流电流激励增加,铁磁性构件表面缺陷漏磁场和电流密度引起扰动磁场的复合场对脉冲涡流响应信号的影响更显著,而铁磁构件亚表面埋藏缺陷随着缺陷深度的增大而增大,缺陷漏磁及电流扰动磁场的复合场对脉冲涡流响应信号的影响变小,涡流响应信号占主导地位,为脉冲涡流传感器设计奠定理论基础。     

激励电流对脉冲涡流检测的影响研究

在采用脉冲涡流技术进行缺陷检测时,不同激励线圈中的电流会存在一定的差异。为研究不同线圈内激励电流对检测结果的影响,首先分析了不同线圈内激励电流的时频特征,然后研究了被测试件缺陷尺寸和材料属性不同时,不同激励电流作用下差分检测信号的频谱特征,分析了激励电流对检测信号频谱特征的影响规律。最后通过实验对分析结果进行了验证,结果表明:当被测试件缺陷尺寸不同时差分检测信号频谱特征受激励信号影响的规律也不同。     

发电机转子负序涡流场分析与计算

汽轮发电机的不平衡负载将使转子感应出两倍工频(100 Hz)的涡流,引起转子铁芯及其阻尼电路的发热,从而限制了发电机的负序能力。利用复数表面阻抗的概念给出了转子负序涡流场的分析方法。在此基础上,以转子极面加阻尼系统的300 MW汽轮发电机为例,计算了发电机稳态负序运行时转子上的涡流分布和损耗分布。根据计算结果,讨论了转子极面加阻尼系统对提高发电机负序能力所起的作用。     

钢球表面缺陷涡流探伤仪分析

为保证钢球表面缺陷检测的可靠性,研制出了钢球涡流探伤仪,实现了钢球表面缺陷检测的半自动化。