金属构件缺陷的脉冲涡流近-远场复合定量检测

鉴于脉冲涡流检测和脉冲远场涡流检测在金属构件损伤检测中的优势,提出一种非铁磁性金属构件缺陷的脉冲涡流近-远场复合定量检测探头。通过数值仿真,在系统分析电磁场能流密度的基础上,研究脉冲涡流近-远场检测信号特性及其对构件腐蚀减薄缺陷的响应灵敏度,剖析检测信号特征与缺陷尺寸参数间的关联规律。同时,搭建试验平台,进一步探究基于脉冲涡流近-远场复合定量检测的非铁磁性金属构件腐蚀减薄缺陷定量检测方法。仿真及试验结果表明,所提集成磁场直接和间接耦合分量的新探头构型可同时对金属构件腐蚀减薄缺陷实施脉冲涡流检测和脉冲远场涡流检测,增强了缺陷定量信息的有效拾取。     

基于涡流效应的管道内壁缺陷检测与识别

在管道内检测中为了有效识别管道内壁缺陷,提出了基于涡流效应的检测方法,实现管道内壁缺陷的检测与识别。分析了缺陷大小及探头提离值对检测结果的影响,采用电桥式涡流检测方法对实验钢板进行检测的结果表明,系统最小能分辨孔径为2mm的缺陷;在涡流探头提离值为4mm时依然能有效检测到缺陷信号。     

管道腐蚀脉冲涡流检测的三维仿真与试验

脉冲涡流检测技术具有非接触、对大面积腐蚀检测灵敏度高等特点,适合通过非开挖外检测方式对埋地管道腐蚀状况作出评价。利用ANSYS MAXWELL有限元分析软件建立脉冲涡流检测仿真模型,分析不同壁厚管道的信号变化规律,结合仿真结果制作了试验装置,并通过该装置对管径为108mm,壁厚分别为6,10mm的管道进行检测。结果表明:不同壁厚的脉冲涡流信号衰减曲线与仿真曲线基本重合。仿真结果为实际非开挖管道腐蚀检测器的设计、远场涡流探头的优化和腐蚀量化评估提供了有效参考。     

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.     

飞机多层金属结构脉冲涡流检测提离效应的抑制

探头提离造成的信号畸变是脉冲涡流检测中主要干扰之一。本研究针对飞机多层铆接结构脉冲涡流检测中的提离效应进行抑制,采用一种基于提离数据库的峰值补偿方法对探头提离效应进行了一定程度的抑制。通过线性阵列探头获取提离补偿后的信号峰值,组成幅值矩阵,实现成像检测。对比探头提离的抑制效果,实验结果表明,该方法能够有效地运用于多层金属结构近表面及深层缺陷的提离检测。     

铝合金熔焊缝表面缺陷阵列涡流检测的仿真和试验

分析了铝合金熔焊缝的特点,通过仿真和试验分析了铝合金熔焊缝不同区域对电导率的影响,以及焊缝表面形状对涡流检测信号的影响。结果表明,采用阵列涡流检测方法可以检测出铝合金熔焊缝表面尺寸为3.0mm×0.2mm×0.3mm的人工槽缺陷。     

基于瞬变电磁法的金属管道外检测技术

针对输油输气金属管道产生腐蚀缺陷的现象,采用基于瞬变电磁法的铁磁性金属管道外检测技术,进行管道腐蚀实时检测。利用COMSOL有限元仿真软件建立线圈探头和待测管道的实体模型,仿真得出缺陷几何尺寸对线圈探头产生磁场的变化规律;通过改变线圈探头的激励强度、缺陷深度等条件,分析缺陷处磁感应强度的特征。结合仿真分析结果,制作线圈探头实验装置,并利用该装置实现了对内径为80mm、外径为100mm的管道检测。实验结果表明,在管道的缺陷处,检测到感应电动势信号峰值比管道无缺陷处高,可实现对管道缺陷的检测。     

浅薄缺陷的脉冲漏磁信号特征量提取

为提高脉冲漏磁对浅薄缺陷的检测能力,提出了一种处理检测信号的二次差分方法,分离出在涡流效应的阻尼作用下产生的脉冲漏磁信号中的涡流分量,即二次差分信号。从二次差分信号中提取出了浅薄缺陷深度的新特征量——峰值时间Pt,并验证了二次差分方法的可行性。试验结果表明,和信号幅值大小相比,将Pt作为浅薄缺陷特征量,在检测浅薄缺陷时对缺陷深度的分辨率较高,同时能够克服检测探头提离所引起的缺陷特征量分辨率严重下降的问题。     

基于脉冲涡流技术的带包覆层管道焊缝定位研究

本研究搭建了一套脉冲涡流检测系统,包含信号发射单元、功率放大单元、涡流探头、数字示波器等组成部分。采用±30V峰值电压10A输出电流和10Hz频率的方波发射信号,对1.0mm厚铝保护层和50mm厚绝热层下Q235钢管上余高1.5mm、宽度4.5mm的焊缝进行定位检测,通过计算有无焊缝位置处接收到脉冲涡流信号均方差RMSD值,可以实现焊缝的准确定位。     

脉冲涡流检测技术的进展

脉冲涡流检测技术主要用于检测亚表面及多层金属结构缺陷。脉冲激励与金属结构缺陷之间发生相互作用,在探头中引起的瞬态响应信号包含大量的缺陷信息,使之具有快速定量检测缺陷的潜力,但也增加了对响应信号解释的难度。评述了脉冲涡流瞬态响应的计算、提离噪声抑制等方面的国内外研究进展,分析了脉冲涡流检测技术的发展方向。     

铸铝合金构件R角涡流检测试验研究

针对飞机机体结构R角区域检测难问题,设计研发了铸铝合金R角涡流检测探头,结合R角实际检测工况,提出采用硅钢作为涡流探头的屏蔽层,可有效屏蔽金属对检测信号的影响;进行了检测工艺参数优化试验,确定了最佳的检测频率,以实现对飞机机体结构R角区域裂纹的快速可靠检测.试验结果表明:在激励频率为400kHz时,检测信号幅值达到最大...     

带钢制保护套管的钢管腐蚀缺陷的脉冲涡流检测方法研究

流体输运钢管外部加一层保护性钢套管,会使从外部检测内管腐蚀更加困难。本研究基于脉冲涡流检测技术,设计一种扁平U型结构传感器,可在双层钢管间隙中检测内管腐蚀情况而不受套管影响,且该检测方法一次扫查可同时获得内管的内壁和外壁减薄信息。使用圆柱型探头和U型探头检测试件3处缺陷,同时将钢管间隙减小到25、35 mm,与不加套管时的检测缺陷结果进行对比。结果表明:和传统同轴式圆柱形探头相比,U型传感器对外部保护钢管有着较强的抗干扰的能力,对衰减曲线影响较小,在间隙间检测内管腐蚀缺陷有较高的灵敏度,能够满足工业现场要求。     

铁磁性平板构件腐蚀缺陷的脉冲涡流检测

为检测铁磁性平板构件背部的小型点腐蚀缺陷,使用脉冲涡流检测的方法实现缺陷的检测与识别。基于脉冲涡流检测技术,设计脉冲涡流传感器,在激励频率为32、16、8、4 Hz的低频下对厚度为3、6、9 mm的平板上的腐蚀缺陷点进行了试验。检测结果表明,使用脉冲涡流检测技术可检测到深度1 mm、直径2 mm的圆形点腐蚀缺陷,能有效检测出铁磁性平板表面及背部的小型点蚀缺陷。     

脉冲涡流检测信号的同步采样方法

为了有效利用脉冲涡流信号的低频成分检测钢板内部裂纹缺陷,提出了脉冲涡流同步采样方法。介绍了该方法的工作原理;采用在钢板上加工不同规格矩形槽的方法模拟钢板的裂纹缺陷;设计了由激励线圈和检测线圈构成的传感器,实现脉冲涡流信号的提取;采用数据采集卡采集信号,以Labview为平台,实现同步采样方法的软件设计。对钢板缺陷的检测和试验数据的分析,证明了脉冲涡流同步采样方法在钢板内部裂纹缺陷检测中具有较高的灵敏度,可以有效识别钢板内部裂纹缺陷。     

Magnetic field shielding technique for pulsed remote field eddy current inspection of planar conductors

Pulsed remote field eddy current (PRFEC) can be used for detection of deeply buried flaws in non-magnetic flat plates. However, detection sensitivity for buried defect is low due to the great depth and the weak detecting signal. To improve the defect detection sensitivity, the PRFEC probe is optimized with the magnetic field shielding techniques in this work. On one hand, the exciting coil with shielding structure can focus the indirect magnetic field to penetrate through the plate. On the other hand, the detecting coil and the region between these two coils with shielding material can block and minimize the magnetic field energy diffusion along the direct coupling path. In order to investigate the shielding technique which blocks the direct coupling magnetic field, simulation studies using finite element method (FEM) has been first conducted, where three different PRFEC probes have been simulated and compared. Both detection abilities to defects in different directions and to thickness variation have been analyzed by using the second probe with shielding structure. The conclusions derived from the simulation study have been validated through experimental studies. Both simulation and experimental studies have indicated that the shielding technique can improve the detection sensitivity of subsurface defects.     

异形构件超声检测技术

由于异型构件直径小、管壁薄与结构复杂等特点,增加了检测方法的难度。为此应用超声爬波检测原理,采用组合探头检测方法检测了异形构件内外壁的标准伤样。比较了缺陷回波与内棱波的区别,提出采用信号幅度与时间双特征量识别缺陷以消除内棱波的干扰。为了克服单探头数据信号片面性的缺点,采用了数据融合技术,综合三个探头的局部判伤结果来确定缺陷,提高了判伤的准确率。根据各探头信号的周期特征、持续时间与幅度特征三个特征量对缺陷做了综合评估。     

基于LabVIEW的远场涡流管道检测系统

为了提高管道无损检测的精度,实现管道内外壁缺陷的检测,采用远场涡流的检测方法,依据检测线圈接收到的信号是激励线圈产生磁场两次穿过管壁后的信号,携带了管壁内外缺陷信息的原理,设计了远场涡流传感器、检测信号处理电路。对检测线圈接收信号进行放大、滤波处理,信号采集;采用LabVIEW编程计算检测信号幅值,互相关算法计算检测信号相位,确定缺陷深度。对内径36mm的有伤管道进行了试验。结果表明,所设计的仪器能检测出管道上深度为0．5mm及以上缺陷。利用LabVIEW对相位差计算提高了检测精度,为实际应用提供参考。     

航空发动机涡轮叶片涡流自动化检测试验研究

涡流检测技术对工件表面或近表面的缺陷有很高的检出灵敏度,且检测线圈不需与被测物直接接触,可进行高速检测,易于实现自动化。针对航空发动机涡轮叶片的复杂曲面人工检测难度大、效率低等问题,研制了一套六自由度机器人涡流自动化检测系统,该系统可自行对其工作空间、工作表面和运动学的工作特性进行分析研究;设计了多种典型涡轮叶片专用弹压式涡流检测探头,可自适应叶片形貌及叶片安装误差;开展了涡轮叶片检测自动扫查检测试验,优化了涡流检测的激励频率和自动扫查速度。结果表明:可弹压式涡流探头对叶片表面缺陷可自适应涡轮叶片的复杂表面,提高了自动化检测的精度,同时弥补提离变化和安装误差。当激励频率为1.25~1.75 MHz、扫查速度为30 mm/s时,检测灵敏度较高,能有效检出缺陷。相比于人工涡流检测方法,该自动化检测系统提高了叶片的检测效率。     

5A06薄壁球壳件涡流检测技术

针对壁厚约为1.5mm的5A06锻轧薄壁球壳工件的加工工艺和内部可能的缺陷形貌,分析了该薄壁件质量的无损检测技术现状和检测难点。设计了含有不同尺寸的模拟裂纹和分层缺陷的对比试样,研制和改进了专用的高灵敏度探头。通过采用优化的涡流检测参数,实现了有效检出5A06薄壁壳体表面5mm×0.05mm(长度×深度)的裂纹类缺陷,具备了检出在1mm渗透深度下的5mm长线形刻槽和0.8mm深度左右的0.5mm面型缺陷的高灵敏度检测能力,并提出了100%检测工件质量的方法。     

基于ANSYS仿真分析的管材涡流检测频率优化研究

针对传统的涡流检测激励频率确定方法存在与实际情况不符和难以得到最佳检测频率的问题,基于大型通用有限元软件ANSYS建立了外径19 mm、壁厚2 mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢管材涡流检测内插式探头和穿过式探头的仿真模型,根据差动探头的特性,通过计算距人工缺陷不同距离时检测线圈电流的实部IREAL、虚部IIMAG和线圈的阻抗差ΔZ,进而得到缺陷仿真信号,通过比较不同频率下缺陷信号的幅值和相位,确定穿过式探头的最佳检测频率为50 kHz。