基于ACFM檢測(cè)技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究.pdf

1、擾動(dòng)電磁場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)(簡(jiǎn)稱ACFM)是一種新興的電磁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)基于對(duì)感應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度的擾動(dòng)量來(lái)檢測(cè)金屬構(gòu)件表面和近表面的裂紋,并可測(cè)量裂紋的長(zhǎng)度和計(jì)算裂紋深度。其在石油化工、海上平臺(tái)、水下設(shè)備在役檢測(cè)、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(dòng)電磁場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)的國(guó)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(cè)原理和數(shù)學(xué)模型。采用COMSOL有限元仿真軟件建立了“激勵(lì)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(chǎng)擾動(dòng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
　　設(shè)計(jì)了基于DSP和Labview的ACFM檢測(cè)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(shí)時(shí)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(guò)編碼數(shù)據(jù)幀的傳輸方式傳送兩個(gè)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(cè)系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)氣體儲(chǔ)罐,帶有人工條形缺陷的

3、鋼板進(jìn)行檢測(cè),經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證,該系統(tǒng)完全滿足檢測(cè)過(guò)程中對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。
　　基于擾動(dòng)電磁場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)(ACFM)發(fā)展而來(lái)的交變場(chǎng)應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)(ACSM)也是一種電磁無(wú)損檢測(cè)方法。本文從擾動(dòng)電磁場(chǎng)的基本理論出發(fā),結(jié)合應(yīng)力與磁場(chǎng)矢量和磁導(dǎo)率變化的關(guān)系,構(gòu)建了外部激勵(lì)磁場(chǎng)和單軸向應(yīng)力條件下,應(yīng)力與感應(yīng)磁場(chǎng)變化的數(shù)學(xué)模型。本文設(shè)計(jì)了 ACSM探頭,對(duì)20號(hào)鋼試件進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)研究,得到了非常有意義的研究成果。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)應(yīng)力在試件屈服強(qiáng)度范圍內(nèi)