平板導(dǎo)體缺陷復(fù)合式渦流檢測技術(shù)研究.pdf

1、渦流檢測技術(shù)在航空航天、核工業(yè)、石油化工、機械制造等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目，圍繞板狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)缺陷識別和定量化檢測開展理論和實驗研究，提出了基于遠場渦流和常規(guī)渦流的復(fù)合式渦流檢測方法，研究復(fù)合式檢測系統(tǒng)正向場量數(shù)值建模、檢測信號與被測材料間映射關(guān)系建立、反向缺陷類型判定及尺寸參數(shù)預(yù)估等關(guān)鍵技術(shù)，自主設(shè)計研發(fā)了新型的復(fù)合式渦流檢測設(shè)備，實現(xiàn)了板狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)不同深度缺陷的有效檢測，完成了實驗驗證。主要研究工作和創(chuàng)新點如下:<

2、br>　　1.針對板狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)表面、亞表面和深層缺陷檢測的實際需求，提出了平板遠場和常規(guī)渦流雙模復(fù)合式檢測方法。利用電磁數(shù)值技術(shù)，研究平板導(dǎo)體檢測系統(tǒng)中渦流、能量、磁力線、磁通密度等電磁場量的分布機理與變化特性。計算求解對應(yīng)不同檢測參數(shù)的各類電磁場量分布變化形式，分析總結(jié)復(fù)合式檢測系統(tǒng)中被測導(dǎo)體板材質(zhì)屬性、板中缺陷位置、形狀等參數(shù)對系統(tǒng)中關(guān)鍵電磁場量分布及其變化的影響規(guī)律。研究表明利用電磁場量疊加與相位滯后特性的雙模復(fù)合式板材檢測方式可

3、提高系統(tǒng)的表層缺陷檢測精度和深層缺陷檢測能力，場量分析結(jié)果驗證了對板狀導(dǎo)體材料進行復(fù)合式渦流檢測的可行性，為檢測系統(tǒng)研發(fā)和缺陷參數(shù)定量化分析奠定了理論基礎(chǔ)。
　　2.研究了平板遠場/常規(guī)復(fù)合式渦流檢測信號特征，建立了探頭檢測值與被測材料屬性、激勵頻率、提離距離、缺陷形狀、位置、尺寸等關(guān)鍵因素間的映射關(guān)系。研究結(jié)果表明，綜合兩類不同渦流檢測信號有助于提高系統(tǒng)的缺陷檢出及缺陷位置判定能力，利用常規(guī)渦流探頭阻抗信號中電阻和電感分量對缺陷

4、不同方向尺寸變化具有不同敏感性的特點可提高系統(tǒng)對缺陷尺寸參數(shù)的反演精度。研究的渦流檢測信號變化規(guī)律與渦流電磁場量分析結(jié)果吻合，檢測信號響應(yīng)特性規(guī)律的研究可為系統(tǒng)開發(fā)和缺陷反演推算工作提供正向指導(dǎo)。
　　3.針對無損檢測中板狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)缺陷類型辨別與缺陷尺寸預(yù)估的檢測需求，根據(jù)探頭檢測值與缺陷參數(shù)間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)與映射關(guān)系，利用雙模檢測信號的互補特性，提出了基于支持向量機和廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的復(fù)合式渦流檢測反演方法。采用群智能算法對分類

5、和回歸模型中相關(guān)參數(shù)進行優(yōu)化，實現(xiàn)了小樣本條件下板狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)表層與深層缺陷類型的有效判定和缺陷參數(shù)的定量評估。
　　4.研究開發(fā)了綜合平板遠場渦流與常規(guī)渦流技術(shù)的復(fù)合式渦流檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)采用復(fù)合激勵方式，同步采集和處理探頭雙模檢測信號，有效克服了單一檢測方法深層缺陷檢測信號響應(yīng)微弱或缺陷位置識別不精確等的局限性。系統(tǒng)可實現(xiàn)板狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)表層、下表層缺陷的同步掃描檢測。相比于常規(guī)渦流，復(fù)合式系統(tǒng)大大拓寬了平板導(dǎo)體的缺陷可測范圍，對導(dǎo)體