脈沖渦流檢測(cè)

1、金屬厚度的檢測(cè)在許多方面都有應(yīng)用，如，金屬板軋制過程中的厚度檢測(cè)、金屬中缺陷的檢測(cè)等。目前，射線測(cè)厚存在射線源防護(hù)問題，對(duì)操作人員身體易造成傷害；接觸式測(cè)厚雖然測(cè)量精度較高，但在被測(cè)金屬高速運(yùn)動(dòng)情況下，被測(cè)金屬之間長時(shí)間接觸會(huì)造成傳感器的磨損，影響測(cè)量精度，嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)劃傷金屬表面，降低產(chǎn)品的質(zhì)量；超聲波測(cè)厚在檢測(cè)薄金屬厚度時(shí)，檢測(cè)精度不高。渦流檢測(cè)方法與上述幾種方法相比具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用到其他檢測(cè)方法難以進(jìn)行檢測(cè)的特殊場合（ 如高溫等）等優(yōu)勢(shì)，但其檢測(cè)受材料、溫度等影響較大，難以保證高精度。脈沖渦流檢測(cè)方法是近幾年發(fā)展起來的一種新的無損檢測(cè)技術(shù)，傳統(tǒng)的電渦流采用正弦電流作為

2、激勵(lì)，而脈沖渦流的激勵(lì)電流為具有一定占空比的方波。脈沖渦流相對(duì)于傳統(tǒng)電渦流其檢測(cè)參數(shù)較多，可同時(shí)測(cè)量出距離和厚度。因此，采用脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行金屬厚度檢測(cè)的研究具有重要意義。渦流檢測(cè)的有效性和可達(dá)性密切依賴于激勵(lì)信號(hào)的頻率。渦流檢測(cè)的有效性和可達(dá)性密切依賴于激勵(lì)信號(hào)的頻率。 一般地，頻率越高，則渦流趨于被檢測(cè)對(duì)象的表面分一般地，頻率越高，則渦流趨于被檢測(cè)對(duì)象的表面分布，對(duì)于表面微小缺陷的檢出能力越高，但由于隨著透入布，對(duì)于表面微小缺陷的檢出能力越高，但由于隨著透入深度的增大而高頻渦流急劇衰減，因此對(duì)于表面下具有一深度的增大而高頻渦流急劇衰減，因此對(duì)于表面下具有一定深度的近表面缺陷則難以產(chǎn)生有

3、效的響應(yīng)；相反，頻率定深度的近表面缺陷則難以產(chǎn)生有效的響應(yīng)；相反，頻率越低，則渦流在被檢測(cè)對(duì)象表面下的透入深度增大，可對(duì)越低，則渦流在被檢測(cè)對(duì)象表面下的透入深度增大，可對(duì)試件近表面一定深度范圍內(nèi)的缺陷產(chǎn)生響應(yīng)，但對(duì)于表面試件近表面一定深度范圍內(nèi)的缺陷產(chǎn)生響應(yīng)，但對(duì)于表面缺陷的檢測(cè)靈敏度隨激勵(lì)信號(hào)頻率的降低而明顯下降。缺陷的檢測(cè)靈敏度隨激勵(lì)信號(hào)頻率的降低而明顯下降。 以降低檢測(cè)靈敏度來提高渦流檢測(cè)深度，或以減小渦以降低檢測(cè)靈敏度來提高渦流檢測(cè)深度，或以減小渦流透入深度來提高檢測(cè)靈敏度，長期以來一直是常規(guī)渦流流透入深度來提高檢測(cè)靈敏度，長期以來一直是常規(guī)渦流檢測(cè)應(yīng)用中在二者之間權(quán)衡取舍的焦點(diǎn)。檢測(cè)

4、應(yīng)用中在二者之間權(quán)衡取舍的焦點(diǎn)。 寬帶脈沖信號(hào)可按傅立葉級(jí)數(shù)變換理論分解為無寬帶脈沖信號(hào)可按傅立葉級(jí)數(shù)變換理論分解為無限多低、中、高頻的正弦波之和；限多低、中、高頻的正弦波之和； 以重復(fù)的寬帶脈沖（如方波）代替正弦交變以重復(fù)的寬帶脈沖（如方波）代替正弦交變信號(hào)進(jìn)行激勵(lì)和檢測(cè)的脈沖渦流響應(yīng)信號(hào)中包含信號(hào)進(jìn)行激勵(lì)和檢測(cè)的脈沖渦流響應(yīng)信號(hào)中包含有被檢測(cè)對(duì)象被檢測(cè)對(duì)象表面、近表面和表層一有被檢測(cè)對(duì)象被檢測(cè)對(duì)象表面、近表面和表層一定深度范圍內(nèi)的質(zhì)量信息，較好地解決了常規(guī)渦定深度范圍內(nèi)的質(zhì)量信息，較好地解決了常規(guī)渦流所不能兼顧的檢測(cè)靈敏度和檢測(cè)深度的矛盾；流所不能兼顧的檢測(cè)靈敏度和檢測(cè)深度的矛盾； 近年來

5、成為國內(nèi)外渦流檢測(cè)技術(shù)與應(yīng)用研究近年來成為國內(nèi)外渦流檢測(cè)技術(shù)與應(yīng)用研究中最受關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。中最受關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。 缺陷加速腐蝕(FAC)破壞機(jī)理包括因液體流動(dòng)而加速的材料溶解。它主要是一個(gè)材料的溶解過程，是因在過程中單相或雙相介質(zhì)流動(dòng)造成材料損耗。是一個(gè)化學(xué)腐蝕過程，導(dǎo)致了管壁內(nèi)表面的保護(hù)氧化膜和金屬表面被蝕掉。 隨氧化層（磁鐵礦）厚度的減少，保護(hù)能力降低，使腐蝕加速。最終磁鐵礦的溶解速率及腐蝕速率達(dá)到平穩(wěn)成為穩(wěn)定態(tài)。殼壁的失效會(huì)導(dǎo)致泄漏或瞬間爆破。 電廠給水加熱器殼的壁厚損失也是由沖刷腐蝕-腐蝕造成的。這是機(jī)械沖刷腐蝕和化學(xué)腐蝕的綜合現(xiàn)象。此失效機(jī)理的機(jī)械沖刷腐蝕部分包括高速液滴或

6、進(jìn)來的固體顆粒對(duì)內(nèi)表面撞擊。 脈沖渦流通常是以一定占空比的方波作為激脈沖渦流通常是以一定占空比的方波作為激勵(lì)信號(hào)施加于初級(jí)線圈，當(dāng)載有方波電信號(hào)的初勵(lì)信號(hào)施加于初級(jí)線圈，當(dāng)載有方波電信號(hào)的初級(jí)線圈接近導(dǎo)電材料或試件時(shí)，在導(dǎo)體中感應(yīng)產(chǎn)級(jí)線圈接近導(dǎo)電材料或試件時(shí)，在導(dǎo)體中感應(yīng)產(chǎn)生瞬變的渦流和再生磁場。瞬時(shí)渦流的大小、衰生瞬變的渦流和再生磁場。瞬時(shí)渦流的大小、衰減狀況與導(dǎo)體的電磁特性、幾何形狀及耦合狀況減狀況與導(dǎo)體的電磁特性、幾何形狀及耦合狀況相關(guān)，次級(jí)線圈（或電磁傳感器）接收到的渦流相關(guān)，次級(jí)線圈（或電磁傳感器）接收到的渦流再生磁場包含有被檢測(cè)對(duì)象導(dǎo)電率、磁導(dǎo)率及形再生磁場包含有被檢測(cè)對(duì)象導(dǎo)電率、

7、磁導(dǎo)率及形狀尺寸的相關(guān)信息，據(jù)此可實(shí)現(xiàn)脈沖渦流的檢測(cè)狀尺寸的相關(guān)信息，據(jù)此可實(shí)現(xiàn)脈沖渦流的檢測(cè)與評(píng)價(jià)。與評(píng)價(jià)。 脈沖渦流采用的激勵(lì)電流是具有一定脈沖寬度的方波。在激勵(lì)電流作用下，線圈中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)快速衰減的脈沖磁場，變化的磁場在導(dǎo)體中感應(yīng)出瞬時(shí)渦流，瞬時(shí)渦流又感應(yīng)出一個(gè)與脈沖磁場反向的磁場，從而使線圈的等效阻抗發(fā)生變化。 一般來講，電渦流線圈的有效阻抗變化與被測(cè)導(dǎo)體的電導(dǎo)率、幾何形狀、線圈的幾何參數(shù)、激勵(lì)電源頻率以及線圈到被測(cè)導(dǎo)體的距離有關(guān)。如果改變上述參數(shù)中的一個(gè)參數(shù)，而其余參數(shù)恒定不變，則阻抗就成為這個(gè)變化參數(shù)的單值函數(shù)。當(dāng)只有導(dǎo)體的厚度或激勵(lì)線圈到被測(cè)金屬導(dǎo)體間距離變化時(shí)，阻抗的變化就可以

8、反映出被測(cè)導(dǎo)體的厚度或激勵(lì)線圈到被測(cè)金屬導(dǎo)體間距離的大小變化。 一個(gè)正圓柱形空心線圈放置在金屬層上，使用階躍電壓信號(hào)激勵(lì)線圈，線圈中得到感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流減去無金屬層時(shí)線圈中的感應(yīng)電流，得到感應(yīng)電流的變化值。通過感應(yīng)電流變化值分析金屬不同厚度和金屬與線圈之間不同距離的變化趨勢(shì)。結(jié)構(gòu)框圖如圖。另一種穿過保溫層測(cè)量壁厚的方法是脈沖渦流技術(shù)PEC。這一系統(tǒng)通過一個(gè)脈沖磁場在給水加熱器外殼產(chǎn)生渦流。每當(dāng)磁場變化時(shí)，按照楞茨定理在和磁場相反的方向產(chǎn)生渦流。脈沖發(fā)生器通過發(fā)送線圈將脈沖磁場送出。渦流產(chǎn)生后就由殼體的外表面向內(nèi)表面?zhèn)鞑ァＴ趥鞑ミ^程中渦流就產(chǎn)生一個(gè)磁場，這個(gè)磁場由傳感器的接收線圈所接受。當(dāng)一

9、條磁力線穿過線圈時(shí)就感應(yīng)生成電壓。接受線圈接到這個(gè)電壓后就將其送到系統(tǒng)的硬件中進(jìn)行信號(hào)放大。然后系統(tǒng)將測(cè)試的渦流到達(dá)的時(shí)間和來自校正樣品的信號(hào)的到達(dá)時(shí)間進(jìn)行比較，然后計(jì)算壁厚。保溫層厚度或保護(hù)網(wǎng)對(duì)壁厚的測(cè)量影響不大。按照公式 = t2，通過監(jiān)測(cè)一個(gè)渦流脈沖在材料壁厚內(nèi)的衰減（是時(shí)間，是磁導(dǎo)率，是電導(dǎo)率，t是材料厚度）可以測(cè)定給水加熱器外殼的剩余平均壁厚。需作校正試驗(yàn)來求得乘積。PEC軟件將特征信號(hào)的傳播的回波時(shí)間和相應(yīng)的校正試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行比較來計(jì)算預(yù)計(jì)的厚度。 按照公式 = t2，通過監(jiān)測(cè)一個(gè)渦流脈沖在材料壁厚內(nèi)的衰減（是時(shí)間，是磁導(dǎo)率，是電導(dǎo)率，t是材料厚度）可以測(cè)定給水加熱器外殼的剩余平均

10、壁厚。需作校正試驗(yàn)來求得乘積。PEC軟件將特征信號(hào)的傳播的回波時(shí)間和相應(yīng)的校正試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行比較來計(jì)算預(yù)計(jì)的厚度。 檢測(cè)信號(hào)，即瞬態(tài)感應(yīng)電壓Vf的大小可根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算得出： 其中，Vp為理想點(diǎn)線圈的感應(yīng)電壓，其表達(dá)式為： 常規(guī)渦流線圈通常由激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈組常規(guī)渦流線圈通常由激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈組成，一般均采用線徑很細(xì)的銅漆包線繞制。成，一般均采用線徑很細(xì)的銅漆包線繞制。 脈沖渦流檢測(cè)中，除了采用上述傳統(tǒng)方式設(shè)脈沖渦流檢測(cè)中，除了采用上述傳統(tǒng)方式設(shè)計(jì)、制作激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈外，還較多地采用計(jì)、制作激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈外，還較多地采用以銅線繞制激勵(lì)線圈，用霍爾片制作探測(cè)元件。以銅線繞制

11、激勵(lì)線圈，用霍爾片制作探測(cè)元件。 零件表面和近表面裂紋缺陷檢測(cè)線圈的設(shè)計(jì)、制作參數(shù)：零件表面和近表面裂紋缺陷檢測(cè)線圈的設(shè)計(jì)、制作參數(shù)： 激勵(lì)線圈為用直徑為激勵(lì)線圈為用直徑為0.24mm的漆包線繞制，內(nèi)徑為的漆包線繞制，內(nèi)徑為10.2mm、外徑為、外徑為22.4mm、高為、高為10mm，纏繞圈數(shù)為，纏繞圈數(shù)為400匝，匝，檢測(cè)線圈用直徑為檢測(cè)線圈用直徑為0.07mm的漆包線繞制，內(nèi)徑為的漆包線繞制，內(nèi)徑為2mm、外徑為外徑為5mm、高為、高為2mm，纏繞圈數(shù)為，纏繞圈數(shù)為800匝。文獻(xiàn)匝。文獻(xiàn)4 從從獲得均勻磁場和較大透入深度考慮，設(shè)計(jì)、制作了一種幾獲得均勻磁場和較大透入深度考慮，設(shè)計(jì)、制作了一

12、種幾何尺寸為何尺寸為40mm20mm20mm（長（長寬寬高）、厚度為高）、厚度為1mm的矩形線圈，共繞了的矩形線圈，共繞了400匝，并在線圈中加了磁芯以匝，并在線圈中加了磁芯以增大磁場強(qiáng)度；在保證較好靈敏度的前提下，較小尺寸的增大磁場強(qiáng)度；在保證較好靈敏度的前提下，較小尺寸的檢測(cè)線圈有利于提高測(cè)量分辨率和精確度，因此檢測(cè)線圈檢測(cè)線圈有利于提高測(cè)量分辨率和精確度，因此檢測(cè)線圈的設(shè)計(jì)、制作參數(shù)為：內(nèi)徑的設(shè)計(jì)、制作參數(shù)為：內(nèi)徑1.5mm、外徑、外徑3mm、高、高2mm，共繞了共繞了800匝。匝。 針對(duì)普通的脈沖渦流傳感器在腐蝕檢測(cè)中出現(xiàn)的信號(hào)針對(duì)普通的脈沖渦流傳感器在腐蝕檢測(cè)中出現(xiàn)的信號(hào)變化復(fù)雜、特

13、征量難以提取的問題，研究人員還設(shè)計(jì)、制變化復(fù)雜、特征量難以提取的問題，研究人員還設(shè)計(jì)、制作了一種新型斜角式陣列傳感器。作了一種新型斜角式陣列傳感器。 這種傳感器的激勵(lì)線圈為矩形，檢測(cè)線圈陣列是由多這種傳感器的激勵(lì)線圈為矩形，檢測(cè)線圈陣列是由多個(gè)直徑很小的圓柱形線圈組成，并排位于激勵(lì)線圈底部的個(gè)直徑很小的圓柱形線圈組成，并排位于激勵(lì)線圈底部的中線上。直角式陣列探頭的檢測(cè)線圈與激勵(lì)線圈的底面相中線上。直角式陣列探頭的檢測(cè)線圈與激勵(lì)線圈的底面相互垂直，與之不同，斜角式陣列探頭的檢測(cè)線圈與激勵(lì)線互垂直，與之不同，斜角式陣列探頭的檢測(cè)線圈與激勵(lì)線圈的底面之間形成一個(gè)小的夾角。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種結(jié)構(gòu)的圈的底面

14、之間形成一個(gè)小的夾角。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種結(jié)構(gòu)的改變時(shí)的感應(yīng)信號(hào)的波形發(fā)生了根本性變化，脈沖渦流信改變時(shí)的感應(yīng)信號(hào)的波形發(fā)生了根本性變化，脈沖渦流信號(hào)的各項(xiàng)特征值的提取變得非常簡單。號(hào)的各項(xiàng)特征值的提取變得非常簡單。 基于霍爾傳感器具有小型化、可以實(shí)現(xiàn)對(duì)磁場的直接基于霍爾傳感器具有小型化、可以實(shí)現(xiàn)對(duì)磁場的直接測(cè)量，并且在較寬的低頻范圍內(nèi)具有比檢測(cè)線圈更高靈敏測(cè)量，并且在較寬的低頻范圍內(nèi)具有比檢測(cè)線圈更高靈敏度的特點(diǎn)，較多的研究試驗(yàn)采用細(xì)的銅漆包線繞制激勵(lì)線度的特點(diǎn)，較多的研究試驗(yàn)采用細(xì)的銅漆包線繞制激勵(lì)線圈、以霍爾傳感器作為探測(cè)元件而構(gòu)成了另一類脈沖渦流圈、以霍爾傳感器作為探測(cè)元件而構(gòu)成了另一類脈沖

15、渦流檢測(cè)用傳感器。檢測(cè)用傳感器。 與常規(guī)渦流檢測(cè)線圈類似，有用一個(gè)霍爾片作為檢測(cè)與常規(guī)渦流檢測(cè)線圈類似，有用一個(gè)霍爾片作為檢測(cè)單元的單元的“絕對(duì)式絕對(duì)式”霍爾傳感器，也有將兩個(gè)反向連接的霍霍爾傳感器，也有將兩個(gè)反向連接的霍爾片作為檢測(cè)單元的爾片作為檢測(cè)單元的“差動(dòng)式差動(dòng)式”霍爾傳感器。近年來研究霍爾傳感器。近年來研究人員還采用了集成的霍爾傳感器，如人員還采用了集成的霍爾傳感器，如95A型、型、UGN3505型等線性集成傳感器。型等線性集成傳感器。首先，由激勵(lì)源得到脈沖信號(hào)，其信號(hào)形式為一定占空比的矩形波信號(hào)。此脈沖信號(hào)激勵(lì)渦流傳感器的線圈進(jìn)行檢測(cè);然后，試件感應(yīng)產(chǎn)生瞬時(shí)渦流信號(hào)，此渦流信號(hào)產(chǎn)生

16、的次生磁場和原生磁場相互作用，系統(tǒng)使用渦流傳感器拾取該磁場特征，并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào);而后，通過程控放大器進(jìn)行放大處理;最后，經(jīng)由數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并采樣，對(duì)采樣得到的數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中。便于下一步進(jìn)行信號(hào)處理。其主要組成有:激勵(lì)源、放大檢測(cè)電路、渦流探頭、計(jì)算機(jī)、傳感器電路等主要部分田。系統(tǒng)簡單框架如圖所示。 硬件部分 因?yàn)槔妹}沖渦流進(jìn)行無損檢測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)脈沖頻率、占空比(脈寬)的選擇沒有具體的理論計(jì)算公式，且脈沖信號(hào)的頻率、幅值、占空比等參數(shù)的改變對(duì)檢測(cè)結(jié)果有著不同的影響。所以，本文作者特制作了一個(gè)能產(chǎn)生多個(gè)波形，且頻率、電壓、占空比均可以調(diào)節(jié)的高精度、功率較大的激勵(lì)源。該激勵(lì)源

17、的核心由單片機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片、運(yùn)算放大部分等3個(gè)主要部分組成。 軟件部分 為了獲得頻率、幅值、占空比等參數(shù)可以改變脈沖信號(hào)。系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)通過對(duì)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，具體程序流程如圖所示。 由于渦流傳感器的電流信號(hào)微弱，為mA級(jí)的電流信號(hào)。因此，必須進(jìn)行信號(hào)的后續(xù)處理。從檢測(cè)線圈直接得到的信號(hào)是電流信號(hào)，不便于后續(xù)信號(hào)處理與放大，因此，應(yīng)將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為便于后續(xù)處理和放大的電壓信號(hào)。 傳感器模塊包括激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈兩部分，激勵(lì)線圈采用矩形線圈，檢測(cè)線圈采用內(nèi)徑小一些的同軸空心線圈. 激勵(lì)線圈尺寸激勵(lì)線圈尺寸 無論對(duì)于表面缺陷還是表面下缺陷的檢測(cè)，使用小的激勵(lì)線圈均比使用大的激勵(lì)線圈渦流響應(yīng)信號(hào)峰值

18、變化量大，也就是說小線圈比大線圈的靈敏度高。這是由于小的激勵(lì)線圈阻抗較小，因此在激勵(lì)電壓相同的情況下，可以產(chǎn)生更大的電流和磁場，從而在試件表面及近表面感生出更強(qiáng)的渦流，因此具有較高的缺陷檢出能力。 激勵(lì)脈沖頻率的影響激勵(lì)脈沖頻率的影響 當(dāng)激勵(lì)頻率從100Hz變化到400Hz的過程中，對(duì)于表面缺陷和表面下缺陷，隨著激勵(lì)頻率的增加，峰值的變化量很小。從400Hz以后，隨著激勵(lì)頻率的增加，渦流響應(yīng)信號(hào)峰值的變化量開始明顯增大。這是由于對(duì)表面缺陷來說，隨著頻率的增加，脈沖渦流檢測(cè)能力變強(qiáng);而對(duì)于表面下缺陷是由于實(shí)驗(yàn)中采用的缺陷深度較小的緣故(位于表面下1mm 處)。根據(jù)集膚效應(yīng)的原理，在實(shí)際的檢測(cè)過程

19、中，應(yīng)根據(jù)缺陷可能出現(xiàn)的位置，合理選擇激勵(lì)頻率，以達(dá)到較好的檢測(cè)效果。 激勵(lì)脈沖占空比的影響激勵(lì)脈沖占空比的影響 對(duì)于表面缺陷和表面下缺陷的檢測(cè)，在占空比變化時(shí)，脈沖渦流響應(yīng)信號(hào)峰值的變化量很小，這是由于實(shí)驗(yàn)所采用的試件中表面缺陷和表面下缺陷的深度不夠深引起的。 對(duì)脈沖進(jìn)行傅里葉分析可以知道，小占空比的脈沖頻譜的能量分布比較均勻，因此，在高頻時(shí)也具有較高的能量，這對(duì)于表面缺陷的檢測(cè)有利。而占空比較大的脈沖其頻譜的能量主要集中在低頻處，這對(duì)于表面下深層缺陷的檢測(cè)有利。對(duì)于深度較深的表面下缺陷，可以適當(dāng)?shù)靥岣呙}沖的占空比，增大激勵(lì)脈沖的能量，以達(dá)到較好的檢測(cè)效。 隨著激勵(lì)脈沖電壓的升高，不管對(duì)于表

20、面缺陷或表面下缺陷，峰值的變化量逐漸變大，這是由于激勵(lì)電壓升高后，脈沖渦流檢測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度會(huì)變大，因此有利于缺陷的檢出，但是，在實(shí)際檢測(cè)過程中，激勵(lì)電流不能太大，否則線圈容易達(dá)到飽和狀態(tài)。 多層結(jié)構(gòu)檢測(cè) 腐蝕檢測(cè) 裂紋檢測(cè) 到目前為止，國內(nèi)尚沒有商品化的脈沖渦流到目前為止，國內(nèi)尚沒有商品化的脈沖渦流檢測(cè)儀，本節(jié)所述的脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用研檢測(cè)儀，本節(jié)所述的脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用研究進(jìn)展，主要是指相關(guān)研究人員利用自行設(shè)計(jì)、究進(jìn)展，主要是指相關(guān)研究人員利用自行設(shè)計(jì)、制作的簡單脈沖渦流儀和傳感器，針對(duì)模擬一些制作的簡單脈沖渦流儀和傳感器，針對(duì)模擬一些實(shí)際需求中的問題在實(shí)驗(yàn)室以帶有人工缺陷的試

21、實(shí)際需求中的問題在實(shí)驗(yàn)室以帶有人工缺陷的試樣為對(duì)象，開展脈沖渦流檢測(cè)應(yīng)用研究的情況。樣為對(duì)象，開展脈沖渦流檢測(cè)應(yīng)用研究的情況。此外，對(duì)利用進(jìn)口的脈沖渦流儀在不去除隔熱層此外，對(duì)利用進(jìn)口的脈沖渦流儀在不去除隔熱層和保護(hù)層條件下檢測(cè)輸油管線和蒸汽管道的實(shí)際和保護(hù)層條件下檢測(cè)輸油管線和蒸汽管道的實(shí)際應(yīng)用情況作簡要說明。應(yīng)用情況作簡要說明。金屬表面、近表面裂紋缺陷的模擬檢測(cè)金屬表面、近表面裂紋缺陷的模擬檢測(cè) 針對(duì)表面和次表面兩類裂紋缺陷，在針對(duì)表面和次表面兩類裂紋缺陷，在8mm厚的銅合金厚的銅合金和鋁合金板上分別加工制作了寬度為和鋁合金板上分別加工制作了寬度為2mm，深度為，深度為2mm、4 mm和和

22、6 mm人工缺陷。試驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)于表面下裂紋，人工缺陷。試驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)于表面下裂紋，隨著缺陷深度的增大，感應(yīng)磁場最大值出現(xiàn)的時(shí)間就會(huì)越隨著缺陷深度的增大，感應(yīng)磁場最大值出現(xiàn)的時(shí)間就會(huì)越長；但是，對(duì)于表面裂紋，不同深度裂紋的感應(yīng)磁場最大長；但是，對(duì)于表面裂紋，不同深度裂紋的感應(yīng)磁場最大值出現(xiàn)的時(shí)間幾乎相同。值出現(xiàn)的時(shí)間幾乎相同。 這說明脈沖渦流更適用于表面下深層裂紋的定量檢測(cè)。這說明脈沖渦流更適用于表面下深層裂紋的定量檢測(cè)。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)不同在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)不同深度人工缺陷的響應(yīng)數(shù)據(jù)繪制深度人工缺陷的響應(yīng)數(shù)據(jù)繪制出深度與感應(yīng)磁場最大值出現(xiàn)時(shí)間的對(duì)應(yīng)曲線，實(shí)際檢測(cè)出深度與感應(yīng)磁場最大

23、值出現(xiàn)時(shí)間的對(duì)應(yīng)曲線，實(shí)際檢測(cè)中測(cè)出缺陷響應(yīng)信號(hào)最大值出現(xiàn)的時(shí)間后，對(duì)應(yīng)到參考曲中測(cè)出缺陷響應(yīng)信號(hào)最大值出現(xiàn)的時(shí)間后，對(duì)應(yīng)到參考曲線上就可以確定缺陷的深度。線上就可以確定缺陷的深度。 腐蝕缺陷的定量檢測(cè)及掃描成像腐蝕缺陷的定量檢測(cè)及掃描成像 文獻(xiàn)提出了利用峰值掃描波形對(duì)腐蝕缺陷長度的定量檢文獻(xiàn)提出了利用峰值掃描波形對(duì)腐蝕缺陷長度的定量檢測(cè)，利用瞬態(tài)感應(yīng)電壓信號(hào)的過零時(shí)間對(duì)腐蝕缺陷深度的測(cè)，利用瞬態(tài)感應(yīng)電壓信號(hào)的過零時(shí)間對(duì)腐蝕缺陷深度的定量檢測(cè)，利用瞬態(tài)感應(yīng)電壓信號(hào)的峰值對(duì)腐蝕缺陷體積定量檢測(cè)，利用瞬態(tài)感應(yīng)電壓信號(hào)的峰值對(duì)腐蝕缺陷體積的定量檢測(cè)。的定量檢測(cè)。 文獻(xiàn)介紹了采用在激勵(lì)線圈底部的正中央

24、，按照電流文獻(xiàn)介紹了采用在激勵(lì)線圈底部的正中央，按照電流的流向?qū)ΨQ的排列了的流向?qū)ΨQ的排列了8 8個(gè)檢測(cè)線圈的渦流陣列線圈掃查加個(gè)檢測(cè)線圈的渦流陣列線圈掃查加工有模擬腐蝕缺陷試樣時(shí)，對(duì)稱位置上的兩個(gè)檢測(cè)線圈接工有模擬腐蝕缺陷試樣時(shí)，對(duì)稱位置上的兩個(gè)檢測(cè)線圈接收到渦流響應(yīng)信號(hào)最大峰值的比值之間存在的規(guī)律：對(duì)于收到渦流響應(yīng)信號(hào)最大峰值的比值之間存在的規(guī)律：對(duì)于不同的腐蝕深度不同的腐蝕深度, ,當(dāng)探頭陣列完全經(jīng)過腐蝕掃描時(shí)，比值當(dāng)探頭陣列完全經(jīng)過腐蝕掃描時(shí)，比值都大于或等于都大于或等于0.50.5；當(dāng)探頭陣列不完全經(jīng)過腐蝕掃描時(shí)，；當(dāng)探頭陣列不完全經(jīng)過腐蝕掃描時(shí)，比值都小于或等于比值都小于或等于0.

25、20.2。因此，可以將這個(gè)比值作為一個(gè)。因此，可以將這個(gè)比值作為一個(gè)特征參數(shù)，來判斷檢測(cè)線圈是否經(jīng)過腐蝕，對(duì)于沒有經(jīng)過特征參數(shù)，來判斷檢測(cè)線圈是否經(jīng)過腐蝕，對(duì)于沒有經(jīng)過腐蝕的探頭，在顯示腐蝕圖像的時(shí)候，其經(jīng)過的掃描路徑腐蝕的探頭，在顯示腐蝕圖像的時(shí)候，其經(jīng)過的掃描路徑將不會(huì)被顯示出來，這樣就可有效地消除圖像的失真。將不會(huì)被顯示出來，這樣就可有效地消除圖像的失真。在役管線、管道的實(shí)際檢測(cè)在役管線、管道的實(shí)際檢測(cè) 凝析油管線：凝析油管線： 規(guī)格為直徑規(guī)格為直徑=80mm、壁厚、壁厚=7.6mm，材質(zhì)，材質(zhì)為鐵磁性鋼，在管線外面包有為鐵磁性鋼，在管線外面包有38mm厚的海綿狀厚的海綿狀玻璃體隔熱層和玻璃體隔熱層和1mm厚的鋁合金外表保護(hù)層。厚的鋁合金外表保護(hù)層。 在不去除保護(hù)層和隔熱層狀態(tài)下，采用脈沖在不去除保護(hù)層和隔熱層狀態(tài)下，采用脈沖渦流技術(shù)檢測(cè)內(nèi)部管線的腐蝕情況，與利用超聲渦流技術(shù)檢測(cè)內(nèi)部管線的腐蝕情況，與利用超聲波在去保護(hù)層和隔熱材料條件下的檢測(cè)結(jié)果比較，波在去保護(hù)層和隔熱材料條件下的檢測(cè)結(jié)果比較，對(duì)于腐蝕深度測(cè)量的最大誤差僅有對(duì)于腐蝕深度測(cè)量的最大誤差僅有0.4mm，檢測(cè)，檢測(cè)精度接近達(dá)到精度接近達(dá)到5%。蒸汽管道：蒸汽管道： 規(guī)格為直徑規(guī)格為直徑=400