Page 70 - 无损检测2021年第四期

陆英豪, 等:

活塞燃烧室的涡流阵列检测

对检测结果影响较大的工艺参数主要包括激励频
率、 高通滤波、 旋转速度等。
3.1 激励频率
设计要求涡流阵列检测的渗透深度应不小于

0.2mm , 结合渗透深度公式以及前文测量所得的活
塞燃烧室材料的电导率、 相对磁导率, 计算得到激励

频率 f 需要不大于 568kHz 。
试验所用的对比试块为 1 号试块, 设置增益为

45dB , 相位为 300° , 试验的激励频率为 111kHz~

200kHz , 共 41 组激励频率。研究在不同激励频率
下, 各通道检测到贯穿刻槽的信号幅值以及相位的
变化规律。共 有 32 个 通 道, 1 号 通 道 靠 近 中 心 位
置, 32 号通道靠近外侧。由于数据过多, 此处选取
7 , 16 , 21 , 24 号通道信号进行绘图, 其幅值和相位变
图 4 涡流阵列检测探头结构示意 化曲线分别如图 6 , 7 所示。
作两个对比试块, 如图 5 所示。在 1 号对比试块的

0° 处刻一条宽0.12mm , 深0.2mm 的贯穿刻槽, 90°
和 270° 处各刻 4 条周向缺陷和径向缺陷, 缺陷尺寸

为 5mm×0.12mm×0.2 mm ( 长 × 宽 × 深), 径向

刻槽、 周向刻槽的中心关于圆心对称; 在 2 号对比试
块的0° 处刻1条贯穿刻槽, 90° 处刻 4 条周向缺陷, 在
第2条周向缺陷中心圆弧上每隔45° 刻1条方向不同
大小相同的缺陷, 缺陷大小与 1 号对比试块的相同。 图 6 幅值变化曲线
在这两个对比试块上进行检测工艺研究。

图 7 相位变化曲线
由图6 , 7可知, 当激励频率增大时, 幅值和相位
的变化都是先增大后减小再增大, 极大值点处的频率
为147kHz 。频率为 200kHz时具有更好的检测灵

敏度, 频率为147kHz时有更深的检测范围。这时需
要对比两种频率下缺陷信号与干扰信号之间的相位
差, 以便在检测时能够更好地将缺陷信号与干扰信号

分离。以21号通道为例, 当激励频率为147kHz时,
图 5 对比试块结构示意 缺陷信号与干扰信号的相位差为 46° ; 激励频率为

200kHz时, 缺陷信号与干扰信号的相位差为 21° 。
3 检测工艺
因此, 选用 147kHz作为检测的激励频率。
为了满足检测效率、 灵敏度和深度的要求, 对活 3.2 高通滤波
塞燃烧室开展检测工艺研究。涡流阵列检测过程中 高通滤波的主要作用是滤除低频干扰波。设置
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2021 年 第 43 卷 第 4 期

无损检测