Page 44 - 无损检测 2021年第六期
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试验研究



            DOI : 10.11973 / ws j c202106002

                           宽带激励下的低频电磁检测技术





                                           焦敬品, 梁文圆, 李光海, 吴   斌, 何存富

                                 ( 北京工业大学 机械工程与应用电子技术学院, 北京 100124 )

                     摘   要:针对铁磁性构件损伤检测的需求, 进行了宽带激励下的低频电磁检测技术研究。通
                 过有限元仿真, 研究了励磁信号频带对低频电磁场分布的影响; 对宽带激励下低频电磁检测信号进
                 行了相似度分析, 提出了一种基于宽频响应欧式距离的缺陷表征方法。在以上研究基础上, 进行了
                 铁磁性结构缺陷检测试验, 结果表明, 与传统单频励磁的低频电磁检测技术相比, 宽频激励检测技术
                 能够大幅提高低频电磁场的穿透能力, 基于宽频响应的欧式距离的表征方法对内部埋藏缺陷的检测
                 能力和空间分辨能力更强。该研究工作为铁磁性构件大范围损伤检测提供了可行的技术方案。
                     关键词:低频电磁; 铁磁材料; 宽带激励; 相似度分析; 无损检测


                    中图分类号: O441.5 ; TG115.28    文献标志码: A    文章编号: 1000-6656 ( 2021 ) 06-0006-06


                    Low-fre q uenc y electroma g neticdetectiontechnolo gyunderbroadbandexcitation


                                  JIAOJin gp in , LIANG Wen y uan , LIGuan g hai , WUBin , HECunfu

                    ( SchoolofMechanicalEn g ineerin gandA pp liedElectronicsTechnolo gy , Bei j in gUniversit yofTechnolo gy ,

                                                   Bei j in g100124 , China )

                    Abstract : Inview ofthedefectdetectioninferroma g neticstructure , researchisfocusedonlowfre q uenc y

                electroma g netictechni q ueunderbroadbandexcitation.Finiteelementanal y sisisconductedtoinvesti g atetheeffect

                ofexcitationbandwidthonelectroma g neticfielddistributioninstructure.Thedetectionsi g nalswereanal y zedb y

                similarit ymethod , andEuclideandistancewasp ro p osedfordefectcharacterization.Lowfre q uenc yelectroma g netic

                ex p eriments were conducted for defect detection in ferroma g netic structure. The results show that the

                electroma g neticfieldp enetrabilit y canbeim p rovedb y broadbandexcitation , andthes p atialresolutionandtheabilit y

                forinteriordefectdetectionb ylowfre q uenc yelectroma g netictechni q uearemorep owerfulifusin gtheEuclidean

                distanceofres p onseunderbroadbandexcitation.Theresearchp rovidesap otentialschemeforawideran g edefect

                detectioninferroma g neticstructure.

                    Ke ywords : lowfre q uenc yelectroma g netic ; ferroma g neticmaterial ; broadbandexcitation ; similarit yanal y sis ;

                nondestructivetestin g
               低频电磁检测技术是一种基于交流漏磁与涡                             低频电磁 检 测 信 号 的 幅 值 特 征 参 量, 实 现 了 铁 磁
            流检测 原 理 的 快 速 电 磁 无 损 检 测 技 术        [ 1-4 ] 。 低 频  性管道中轴向和径向人工刻槽与磨损缺陷的定量
            电磁检测 技 术 因 具 有 检 测 频 率 低、 受 趋 肤 效 应 影              表征。 JINGPIN 等    [ 9 ] 研究了在交流正弦励磁场条
            响较小、 检测设备体积小、 扫查灵活以及检测信号                           件下, 电磁 检 测 信 号 的 幅 值 和 相 位 两 种 特 征 参 量
            丰富等优点而被广泛使用             [ 5-6 ] 。 SINGH 等  [ 7-8 ] 利用  对不同深 度 上、 下 表 面 缺 陷 的 检 测 能 力。 结 果 表
                                                               明, 相 位 特 征 参 量 对 下 表 面 的 缺 陷 更 为 敏 感。
                                                               HOSSEINI等   [ 10 ] 利用检测信号中的阻抗实现了多
                收稿日期: 2020-05-22
                                                               层板结构中埋藏缺陷的有效检测及分类。综上所
                基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 11972053 )
                作者简介: 焦敬品( 1973- ), 女, 博士, 教授, 主要从事新型无损        述, 国内外 研 究 学 者 就 低 频 电 磁 检 测 技 术 开 展 了
            检测方法的研究工作                                          卓有成效 的 研 究, 但 上 述 检 测 方 法 对 被 测 试 件 表
                                                               面及近表面缺 陷 较 为 敏 感        [ 11 ] , 对 构 件 中 埋 藏 缺 陷
                通信作者: 焦敬品, j ao jp @b j ut.edu.cn
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                   2021 年 第 43 卷 第 6 期


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