基于ACFM檢測技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計及試驗研究.pdf

1、擾動電磁場檢測技術(shù)(簡稱ACFM)是一種新興的電磁無損檢測技術(shù)。該技術(shù)基于對感應(yīng)磁場強(qiáng)度的擾動量來檢測金屬構(gòu)件表面和近表面的裂紋,并可測量裂紋的長度和計算裂紋深度。其在石油化工、海上平臺、水下設(shè)備在役檢測、船舶以及航空制造等方面具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文首先闡述了擾動電磁場檢測技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,在電磁感應(yīng)原理的基礎(chǔ)上,給出了ACFM的檢測原理和數(shù)學(xué)模型。采用COMSOL有限元仿真軟件建立了“激勵式”矩形線圈和矩形槽缺陷

2、的三維有限元仿真模型,更宏觀清楚的得出裂紋分布與磁場擾動量的對應(yīng)關(guān)系。
　　設(shè)計了基于DSP和Labview的ACFM檢測系統(tǒng)。DSP的高效數(shù)據(jù)處理能力,大大提高了數(shù)據(jù)處理的實時性,結(jié)合Labview作為上位機(jī)控制軟件,擴(kuò)展了系統(tǒng)的功能。采用串行數(shù)據(jù)通信的方式,使得上位機(jī)和下位機(jī)之間可進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸。通過編碼數(shù)據(jù)幀的傳輸方式傳送兩個通道的數(shù)據(jù),提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性。采用該檢測系統(tǒng)對現(xiàn)場氣體儲罐,帶有人工條形缺陷的

3、鋼板進(jìn)行檢測,經(jīng)試驗驗證,該系統(tǒng)完全滿足檢測過程中對實時性的要求。
　　基于擾動電磁場檢測技術(shù)(ACFM)發(fā)展而來的交變場應(yīng)力檢測技術(shù)(ACSM)也是一種電磁無損檢測方法。本文從擾動電磁場的基本理論出發(fā),結(jié)合應(yīng)力與磁場矢量和磁導(dǎo)率變化的關(guān)系,構(gòu)建了外部激勵磁場和單軸向應(yīng)力條件下,應(yīng)力與感應(yīng)磁場變化的數(shù)學(xué)模型。本文設(shè)計了 ACSM探頭,對20號鋼試件進(jìn)行了拉伸試驗研究,得到了非常有意義的研究成果。試驗發(fā)現(xiàn),當(dāng)應(yīng)力在試件屈服強(qiáng)度范圍內(nèi)