Page 52 - 无损检测2021年第四期

方 舟, 等:

基于脉冲漏磁的表面缺陷判别

两种现象时, 缺陷为远表面缺陷或下表面缺陷。该
方法简单直观, 但也存在激励不能过大的局限性。

5 基于导数极值的近表面和深埋藏缺陷

当激励较大时, 过冲和波动现象很不明显, 无法
据此区分近表面及深埋藏缺陷, 因此为了突出曲线
特征, 进一步区分近表面及深埋藏缺陷, 现运用差分
法对漏磁信号进行求导。图 10 中上表面缺陷漏磁
信号的导数曲线如图 15 所示, 图 11 中近表面缺陷
漏磁信号的导数曲线如图 16 所示。由图 15 , 16 可
知, 这两种缺陷漏磁信号的导数 都有一个极小值。
这是因为原曲线中的过冲现象和上升阶段的波动现
象都可以理解成上升过程中某一阶段上升速率的减
缓, 反映到导数中即为出现极小值。
图 17 大激励下近表面缺陷漏磁信号及其导数曲线

图 15 上表面缺陷漏磁信号的导数曲线

图 18 深埋藏缺陷和下表面缺陷漏磁信号的导数曲线
用该方法评估缺陷位置不存在激励大小的限制, 可
以有效地评估缺陷位置。
上文所述的两种评估缺陷位置的方法各有优势,
可以根据实际情况选取合适的方法。缺陷位置评估
方法如图19所示, 当漏磁场曲线能观察到过冲和波
动现象时, 可以直接判断出缺陷位于上表面或近表
图 16 近表面缺陷漏磁信号的导数曲线
面。当漏磁场曲线无法观察到这两种现象时, 可以通
图 17 为 对 激 励 电 压 为 50 V , 相 对 磁 导 率 为

过求导进一步对近表面及深埋藏缺陷进行判别。

1000 , 埋藏深度为2mm , 缺陷高度为6mm 的近表
面缺陷漏磁信号的仿真及求导结果。由图 17 可知,
当激励较大时, 上升阶段波动现象变得不明显, 直接
观察漏磁信号难以判断是否存在波动, 但通过求导

可以很明显地看出其导数存在极小值。
对图12求导后得到的曲线如图 18 所示。深埋
藏缺陷和下表面缺陷漏磁信号的导数始终为正值, 曲
线先递增后递减至趋于0 , 有一个极大值, 无极小值。 图 19 缺陷位置评估方法
经过求导, 漏磁信号的特征被进一步放大, 可以
6 试验结果分析
根据缺陷漏磁信号导数的特征来区分近表面和深埋
藏缺陷: 如漏磁信号的导数中有极小值, 则为上表面 通过试验对仿真结果进行验证。首先搭建脉冲
缺陷或近表面缺陷; 如漏磁信号的导数中有一个极 漏磁检测试验平台( 结构框图见图 20 ), 该平台由 U
大值、 无极小值, 则为深埋藏缺陷或下表面缺陷。运 型检测探头、 功率放大电路、 信号调理电路、 数据采
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2021 年 第 43 卷 第 4 期

无损检测