导入直流电激励的电磁检测方法

摘要

无损检测技术经过数十年的发展,已应用于工业领域的各行各业,在社会安全高效生产中作用越来越大。常规无损检测方法日臻成熟,各种新方法不断提出,但仍有动车组牵引电机鼠笼铜条、铁路接触线、化工不锈钢弯管等应用场合,现有检测技术不能满足其探伤需求。本文针对有色金属和奥氏体不锈钢等非铁磁性金属材料内、外伤全面高效自动化检测的需求,提出导入直流电激励的电磁检测方法。
　　首先设计一套检测(实验)系统,由激励和探测两部分组成,探测部分参照漏磁检测系统,激励部分中设计了滑动电极,用于自动化检测时连续向工件导入电流。接着验证检测方法的可行性,实验结果表明能够探测到铝板等工件中的通孔、盲孔缺陷。
　　进一步地分析检测方法的机理,采用有限元仿真分析缺陷处电流密度分布及其附近空间中的磁场分布,仿真分析结果显示带有裂纹铝管导入电流后缺陷处电流密度产生扰动,引起缺陷处附近空间中的磁场局部变化。
　　在可行性实验和机理分析的基础上,选用铝板、铝管、铜管和奥氏体不锈钢管深入研究,以实验为主结合有限元仿真分析检测裂纹所得信号的特征以及影响信号特征的因素,研究结果显示信号幅值与激励电流强度和裂纹深度成线性关系,随探头提离值增大而减小,信号特征与探头扫查路径有关,为缺陷定量评估奠定了基础。
　　最后探测材料内部缺陷,发现同一裂纹在不同位置检测所得信号不同,并用实验探索了有色金属管材自动化检测。
　　本检测方法的激励是直流电产生稳恒磁场,不受涡流趋肤效应的影响,能探测到材料内部缺陷;检测时探头非接触式测量磁场,采用滑动电极连续导入电流,能用于自动化检测。

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1 绪论

1.1 课题概述

1.2 国内外研究概况

1.3 研究策略及论文的主要工作

2 检测系统设计与可行性验证

2.1 检测系统设计

2.2 可行性实验验证

2.3 本章小结

3 检测方法的机理分析

3.1 缺陷处电流密度扰动

3.2 缺陷处附近空间中磁场变化

3.3 本章小结

4 检测方法的应用研究

4.1 铝板信号与内伤探测

4.2 铝管检测应用研究

4.3 铜管、不锈钢管检测

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 论文总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

附录 攻读学位期间发表学术论文目录