Page 107 - 无损检测2022年第四期
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唐 健,等:
大提离漏磁无损检测方法
分辨率的相机或红外相机就可以捕捉到图像特征。 R 2 的磁场影响范围为r 2 , 磁源 R 2 会与磁源 R 1 相
总之, 实现远距离无损检测, 首先需要信源的强 互作用, 在r 1 和 r 2 的 范 围 内 磁 场 产 生 相 互 扰 动。
度和信噪比足够高, 这是整个检测过程的基础; 其次 这样通过两个磁源的相互扰动作用, 就可以在磁源
需要传输介质协助信源的传递, 避免信源在介质中 R 2 附近检测到缺陷信号。显然这样布置的传感器
衰减; 最后需要高灵敏度的传感器对信号进行拾取 可以有很大的提离值, 从而实现了基于磁场扰动的
和转换。 大提离检测。
2.2 改变传递介质
2 大提离漏磁检测方法
漏磁场被传感器拾取需要经过提离空间的传
2.1 调整信源 递, 而在常规的漏磁检测中漏磁场通过空气传播到
信源是检测的基础, 对于漏磁检测来说, 大提离 传感器时已经经过了大幅度衰减。因此如何改变传
检测要求信源的强度和信噪比足够高。通常来说, 递介质避免漏磁场在空气中的衰减一直是大提离漏
缺陷的漏磁场随磁化场强度的增大而增大, 最后趋 磁检测的重点研究内容, 许多学者都在这个领域提
于饱和, 因此常规的漏磁检测要求在饱和磁化或近 出了大提离的检测方法。
饱和磁化状态下进行 [ 7 ] 。 WU 等 [ 10 ] 在研究井口钻杆漏磁检测中提出了
除了饱和磁化之外, SUN 等 [ 7 ] 研究发现, 漏磁 使用聚磁铁芯的方法实现大提离检测。聚磁铁芯大
场不仅和磁化场、 缺陷尺寸有关, 还和缺陷附近的背 提离检测原理如图 6 所示。因为空气的相对磁导率
景磁场有关, 背景磁场会抑制漏磁场的传播范围和 接近于 1 , 磁阻很大, 漏磁场在空气中传播时衰减迅
强度, 导致大磁化反而不一定得到大的漏磁场。这 速, 故使用传统的感应线圈进行信号拾取, 灵敏度较
就是所谓的磁压缩效应, 基于此, 孙燕华等 [ 8 ] 提出了 差, 而铁磁性材料的相对磁导率通常是空气的成百
一种基于磁真空泄漏原理的漏磁无损检测 新方法 上千倍, 因此对空气中的漏磁通就有聚集的作用。
( 见图 4 ), 该方法使用磁屏蔽罩大幅降低背景磁场, 在大提离情况下, 聚磁铁芯将低处的漏磁场汇聚到
促使工件中的磁场向上方的传感器泄漏, 扩大了漏 铁芯中( 见图 6 )。感应线圈缠绕在聚磁铁芯上, 制
磁场的扩散范围, 显著提高了磁敏元件在大提离值 成大提离传感器( 见图 7 ), 感应线圈内部的磁通量
下的检测灵敏度。 也就相应增大, 从而实现大提离漏磁检测。
图 4 磁真空漏磁检测方法示意
图 6 聚磁铁芯大提离检测原理示意
图 5 磁场扰动漏磁法与常规漏磁法对比
[ 9 ]
SUN 的另一个研究提出了基于磁场扰 动的 图 7 聚磁铁芯式大提离传感器实物
大提离检测方法。磁场扰动漏磁法与常规漏磁法对 MA 等 [ 11 ] 为了提高钻杆漏磁检测信噪比也提
比如图 5 所示, 常规的漏磁检测中只有一个缺陷漏 出了一种聚磁方法, 由高相对磁导率的材料制成的
。在磁 场扰动 双“ L ” 型聚磁装置( 见图 8 ), 漏磁场泄漏到空气后由
磁场 R 1 , 漏磁场的扩散半径仅为r 1
, 磁源
方法中, 在传感器上方增加一个附加磁源 R 2 聚磁装置汇聚, 引导至包含磁传感器的测量通路中。
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2022 年 第 44 卷 第 4 期
无损检测
