钢板脉冲涡流检测方法.pdf

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1、2011焦仪表技术与传感器2011第7期InstrumentTechniqueandSensorNo．7钢板脉冲涡流检测方法杨理践，裴磊，杨继华(沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳110870)摘要：为了有效增加脉冲涡流信号的渗透深度以检测较厚钢板裂纹缺陷，提出了增大激励电流的方法。用低压大电流电源和功率MOSFET斩波的方式产生大电流脉冲；设计了由矩形激励线圈和2片霍尔传感器构成的脉冲涡流检测探头并制作放大滤波电路；采用数据采集卡采集信号，以LabVIEW为平台，采用峰值扫描方法，实现脉冲涡流信号的差分检测，达到有效识别较厚钢板亚表面裂纹缺陷。关键词：脉冲涡流；激励线圈；霍尔传感器

2、；峰值扫描；差分检测；裂纹缺陷中图分类号：TG115文献标识码：A文章编号：1002—1841(2011)07—0087—04SteelPulsedEddyCurrentTestingMethodYANGLi-jian，PEILei，YANGJi-hua(SchoolofInformationScienceandEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China)Abstract：Inordertoefectivelyincreasethedepthofpenetrationofpulsededdycurrents

3、ignalstodetectcracksinsteelplate，thispaperpresentedthemethodofincreasingtheexcitationcurrent．ItusedlowvoltagehighcurentpowersupplyandpowerMOSFETchoppermeanstoproducealargecurentpulse．Itdesignedthepulsededdycurrentprobewhichcomposedoftherectan-gnlarcoilsandtwoHallseflsors．Andtheamplifyingandfilteri

4、ngcircuitwasmade．Itadoptedthedataacquisitioncardtoacquiresignals．ItusedLabVIEWplatform，withpeakscanningmethod，realizedpulsededdycurrentsignalsdifferentialdetection，toefec-tivelyidenti~thesub-surfacecracksinthicksteelplate．Keywords：impulseeddycurrent；pulsecurrentenergizingcoil；Hallsensor；peakscanni

5、ng；differentialtesting；cracks0引言速衰减的涡流磁场。随着涡流磁场的衰减，霍尔传感器上就会脉冲涡流检测采用方形脉冲电流(压)作为激励信号，可进感应出瞬态感应电压。分析瞬态感应电压的变化，就能得到有行瞬时响应分析。在激励线圈的周期性激励下，检测线圈的感关钢板缺陷的重要信息。脉冲涡流检测方法的工作原理如应信号是一条反映被测对象中脉冲涡流强度随时间的变化曲图1所示。激励线圈两端的驱动电流波形与瞬态感应电压波线，通过曲线的变化规律可以定量确定缺陷的位置、形状、大小形对应关系如图2所示。等J。脉冲涡流比单一频率正弦涡流衰减要慢，这是利用脉冲涡流能检测导体更深层信息的理由。

6、近年来，脉冲涡流检测发展迅速，它在层间或次表面缺陷的定量检测和评估方面表现出来的潜在优势已得到的高度重视J。但是通常脉冲涡流检测技术能够准确反映裂纹深度在5mill以下的深层裂纹并存在一个10mm的检测极限，如果测图1脉冲涡流检测方法原理图量数据位于此区间则需要精确的度量方法。目前的脉冲涡流检测系统多采用DDS或者单片机产生宽带脉冲，经过功率放出毽曾大驱动激励线圈。由于模拟元件自身性质的限制，这种做法的激励电流强度小，对较厚钢板的亚表面缺陷检测分辨力不高。通过对低压大功率电源进行斩波的方法，可以提高激励电流的强度，使脉冲涡流的幅值变明显，并且具有强抗干扰能力。(a)激励线圈两端的驱动电流波

7、形(b)瞬态感应电压波形图2激励信号与瞬态感应电压的对应关系1脉冲涡流检测方法工作原理传统涡流检测中，由于集肤效应的影响，导体试件中感应脉冲涡流的激励电流为一个重复的宽带脉冲，在激励脉冲出的涡流密度随着距离表面深度的增加呈指数规律衰减。涡的上升沿和下跳沿，电流的突变使感应磁场发生急剧变化，感流穿入导体的距离称为渗透深度，定义涡流密度衰减到其表面生出快速衰减的脉冲磁场。变化的磁场在导体中感应出瞬时值37％时的渗透深度为标准