亞表面磁-光-渦流檢測(cè)可視化研究.pdf

1、目前，電磁無損檢測(cè)技術(shù)的研究已經(jīng)得到了長足的發(fā)展，成為了現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。近年來，由于激光和光電技術(shù)在信息和軍事技術(shù)方面的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了探測(cè)精細(xì)表面下細(xì)小缺陷，即了解亞表層(Sub-surface)質(zhì)量的需求。 本文研究的磁-光/渦流成像檢測(cè)技術(shù)就是根據(jù)法拉第磁光效應(yīng)和電渦流效應(yīng)提出的一種新的電磁渦流檢測(cè)技術(shù)，這種方法既能保留傳統(tǒng)渦流探傷的優(yōu)點(diǎn)，又實(shí)現(xiàn)了對(duì)亞表面缺陷的可視化無損檢測(cè)。 磁-光/渦流成像檢測(cè)

2、系統(tǒng)的工作原理：以脈沖信號(hào)激勵(lì)線圈，使其在受檢金屬試件中感生出渦流，若試件表層存在缺陷則會(huì)改變?cè)摐u流的分布，相應(yīng)地改變渦流激發(fā)的磁場，進(jìn)而引起該處的垂直磁場分量發(fā)生變化，磁-光傳感器(磁-光石榴石薄膜)在該磁場的作用下會(huì)產(chǎn)生磁-光效應(yīng)，使經(jīng)過的線偏振光的偏振方向發(fā)生一定的偏轉(zhuǎn)，包含了缺陷信息的線偏振光經(jīng)偏振分光鏡反射后被CCD攝像頭接收，把圖像顯現(xiàn)出來，對(duì)圖像進(jìn)行捕獲、分析與處理，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)試件亞表面缺陷的可視化實(shí)時(shí)成像檢測(cè)。

3、 在此研究的基礎(chǔ)上，著重研究了磁-光/渦流成像檢測(cè)系統(tǒng)的組成，包括半導(dǎo)體激光光源、信號(hào)發(fā)生及放大電路、光路成像、磁-光傳感器、圖像傳感器、激勵(lì)線圈等各種影響磁.光成像的因素。采用半導(dǎo)體激光器作為光源，可以充分利用激光偏振性強(qiáng)的特點(diǎn)。采用間歇式脈沖激勵(lì)的方法去獲得渦流磁場，不僅取得了激勵(lì)線圈獲得渦流的作用，還有效地減輕了激勵(lì)線圈的過熱現(xiàn)象。選擇Bi:YIG石榴石磁光薄膜材料作為磁.光傳感器，磁光優(yōu)值很高，更能有效提高系統(tǒng)的檢測(cè)靈敏度。采用

4、環(huán)形錳鋅鐵氧體作磁芯設(shè)計(jì)的渦流激勵(lì)裝置，自身的渦流損耗小，具有增強(qiáng)磁場和聚焦磁場的特性。在圖像軟件的設(shè)計(jì)中，采用執(zhí)行效率高的VC作為開發(fā)工具，利用VFW(Video ForWindows)開發(fā)出了圖像捕獲軟件，對(duì)CCD攝像頭接收到的圖像實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)顯示和實(shí)時(shí)采集。Visual C++在支持VFW方面提供了一個(gè)功能強(qiáng)大、簡單易行、類似于MCIMnd的窗口類AVICap，為應(yīng)用程序提供了一個(gè)簡單的、基于消息的接口，利用AVICap的窗口類函數(shù)

5、可以訪問視頻硬件，將視頻流捕獲到硬盤上并加以控制。 對(duì)各種表面及亞表面存在缺陷的試件做了磁.光成像及分析處理，驗(yàn)證了磁-光/渦流成像檢測(cè)技術(shù)的可行性。由于獲得的磁.光圖像中存在大量的干擾，如光發(fā)送的變化、少數(shù)石榴石磁疇變化及噪聲等，獲得的磁-光圖像的分辨率是比較低的。借助Matlab工具箱對(duì)磁.光圖像進(jìn)行了中值濾波、灰度變換、二值化等處理，有效的增強(qiáng)了磁-光成像的效果，提高了圖像的檢測(cè)分辨率，從而提高了系統(tǒng)檢測(cè)的可靠性。