基于GMR效應(yīng)的非鐵磁性金屬材料裂紋渦流檢測技術(shù)及其系統(tǒng)研究.pdf

1、現(xiàn)代重大設(shè)備大多數(shù)在高溫、高壓、高速、高負(fù)載條件下運(yùn)行，其重要部件廣泛采用新型合金材料，特別是非鐵磁性合金材料，如果部件中帶有裂紋或者在設(shè)備運(yùn)行時產(chǎn)生裂紋，就會降低設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，降低設(shè)備運(yùn)行的安全性，甚至導(dǎo)致惡性事故發(fā)生。因此，進(jìn)行非鐵磁性金屬材料裂紋的檢測技術(shù)與系統(tǒng)的研究和開發(fā)具有保障重大設(shè)備安全運(yùn)行的重要意義。本論文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目“多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)深層缺陷電渦流定量化檢測與評估的新方法研究”(項目編號：50505045)和國

2、家863計劃項目“重大產(chǎn)品和重大設(shè)施壽命預(yù)測技術(shù)專題”(項目編號：2008AA04Z410)，研究基于GMR效應(yīng)的非鐵磁性金屬材料裂紋檢測技術(shù)與系統(tǒng)，提出針對該技術(shù)的傳感器評價體系，提出探頭檢測渦流磁場的檢測性能的標(biāo)定方法，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計以構(gòu)建系統(tǒng)原型，開發(fā)實驗標(biāo)定探頭性能，并驗證裂紋檢測的可行性。研究的主要內(nèi)容及其章節(jié)安排如下：
　　 第1章闡述了材料裂紋檢測的意義；比較了常用裂紋檢測方法；綜述了渦流檢測技術(shù)與應(yīng)用的研究現(xiàn)狀及發(fā)

3、展趨勢；論述了基于GMR效應(yīng)的新技術(shù)及GMR傳感器在渦流檢測領(lǐng)域的應(yīng)用；最后結(jié)合研究命題給出了本論文的總體框架，提出了本論文的研究內(nèi)容。
　　 第2章介紹了GMR效應(yīng)的原理；分析了各種結(jié)構(gòu)GMR的工作原理并指出相關(guān)技術(shù)應(yīng)用的性能指標(biāo)；分析了基于GMR效應(yīng)的新技術(shù)尤其是其傳感器技術(shù)的技術(shù)特點；提出了GMR傳感器的評價體系，確定傳感器的選型方法，并以論文的研究為例，選擇GMR傳感器。
　　 第3章提出一種基于GMR效應(yīng)的裂紋

4、渦流檢測技術(shù)。分析了常規(guī)渦流檢測的工作原理和局限性；提出基于GMR效應(yīng)的裂紋渦流檢測技術(shù)的工作原理和理論基礎(chǔ)，分析了裂紋處渦流的分布及其磁場特點，確定了基于GMR效應(yīng)渦流檢測技術(shù)對裂紋處渦流磁場的檢測方式；總結(jié)了基于GMR效應(yīng)的渦流檢測技術(shù)的輸出公式來指導(dǎo)該技術(shù)在裂紋檢測方面的應(yīng)用以及分析探頭對渦流磁場的檢測性能；根據(jù)輸出公式，提出探頭對渦流磁場的檢測性能的標(biāo)定方法。
　　 第4章在研究基于GMR效應(yīng)裂紋渦流檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上，針

5、對課題要求，分析基于GMR效應(yīng)的裂紋渦流檢測系統(tǒng)的組成，進(jìn)行檢測系統(tǒng)的硬件開發(fā)。
　　 第5章進(jìn)行實驗研究。首先，為驗證開發(fā)的檢測系統(tǒng)原型是否有效，進(jìn)行了系統(tǒng)的試運(yùn)行；其次，為確定探頭對渦流磁場的檢測性能，開發(fā)探頭性能標(biāo)定實驗；最后，為驗證裂紋處的渦流磁場分析的正確性和系統(tǒng)應(yīng)用于裂紋渦流檢測的可行性，開發(fā)裂紋的渦流檢測實驗。實驗結(jié)果表明所開發(fā)的基于GMR效應(yīng)的裂紋渦流檢測系統(tǒng)原型具有良好的檢測能力和高的信噪比。
　　 第