Page 46 - 无损检测 2021年第六期
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焦敬品, 等:
宽带激励下的低频电磁检测技术
进行了数值仿真检测, 待检板仿真模型如图 6 所示。
两模型尺寸均为 620mm×400mm×12mm ( 长 ×
宽 × 高), 材料为 20 号钢, 两模型的上下表面分别布
置了 4 个 槽 型 缺 陷, 其 深 度 分 别 为 4.8 , 6.0 , 7.2 ,
9.6mm 。以宽带chir p 信号作为励磁信号, 进行不
同带宽励磁下低频电磁检测数值仿真。提取两模型
中各缺陷上方 1 mm 提离处 x 方向的宽频激励响
应, 同时, 也提取两模型中相同提离距离下无缺陷处
的宽频激励响应。以无缺陷处提取的信号作为参
考, 对缺陷上方提取的宽频响应进行相似度分析。
图 4 宽频激励下被测试件 x 方向典型的磁通密度分布
图 6 待检板仿真模型
宽频激励下低频电磁检测信号的欧式距离随带
宽的变化规律如图 7 所示。由图 7 可以看出, 不同
缺陷处提取检测信号的欧式距离随激励带宽的增加
呈递增趋势, 但对于两种模型, 欧式距离随缺陷尺寸
的变化规律明显不同。
图 5 单频和宽频激励下磁通密度随深度变化的关系曲线
1.2 宽带励磁下低频电磁表征方法
在宽带励磁下, 由待测试件得到的低频检测信
号也属于宽带信号, 其蕴含有更丰富的结构特征信
息。相较而言, 单频低频电磁检测得到的信号幅值
和相位等常规参数难以充分反映检测信号所包含的
信息。因此, 笔者借鉴声学领域中检测信号的处理
方法, 以参考区域的宽带励磁响应作为参考信号, 对
宽带励磁下的低频检测信号进行相似度分析。通过
对几种相似度算法进行比较, 提出利用宽带励磁响
应的欧式距离作为特征参数, 用于表征铁磁性构件
低频电磁检测信号的信息。其表达式为
2
,
E ( H d H n = ∑ ( H di-H ni ) ( 1 )
)
为待检测区域磁
式中: E 为欧式距离表征参量; H d
为在频
场强度; H n 为参考区域基准磁场强度; H di
率 f i 下待检测区域的磁场强度; H ni 为在频率 f i
图 7 不同缺陷宽频激励下低频电磁检测信号的
下参考区域的基准磁场强度。
为说明宽带励磁下低频电磁检测方法对埋藏缺 欧式距离随带宽的变化关系曲线
陷的检测能力, 对厚板的表面缺陷和内部埋藏缺陷 当缺陷位于板状结构的表面时[ 见图 7 ( a )], 随
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2021 年 第 43 卷 第 6 期
无损检测
