Page 89 - 无损检测2022年第五期

王丰龙,等:
基于动生涡流效应的高速运行构件亚表面缺陷检测

2.2 试验结果分析
试验涉及两种探头, 其内置传感器是相同型号
的霍尔传感器, 但其安放方向相垂直, 其中一个用来
测量水平方向磁场信号, 另一个用来测量竖直方向

磁场信号。转盘转速为 800r · min 时的磁场信号
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如图 12 所示。由图 12 可看出, 缺陷埋藏深度为 0 ,

2 , 3mm 的亚表面缺陷可以被清楚地识别出, 而由
于受到趋肤效应的影响, 其他埋藏较深的缺陷则无
图 10 铝合金不同检测点的水平方向磁场信号 法检测出。这与仿真结论一致。对比图 3 可看出,
2 高速运动构件亚表面缺陷检测试验 试验和仿真中亚表面缺陷对水平方向磁场信号和竖
直方向磁场信号的影响特征是一致的。相比竖直方
2.1 检测试验平台搭建
向磁场信号, 水平方向磁场信号更适合用于亚表面
高速运动构件亚表面缺陷检测平台由高速运
缺陷的定量检测。
动构件旋转平台、 检测系统和计算机构成[ 见图 11
( a )], 其中高速构件旋转平台由电机、 转速控制系
统及被检构件组成; 检测探头[ 见图 11 ( b )] 固定在
被检件 边 缘 处, 由 激 励 线 圈 和 霍 尔 传 感 器 构 成。
系统速 度 为 100~1200r · min , 即 转 动 速 度 为

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-1
1.36~15m · s 。埋藏缺陷刻在厚为 6 mm 的 45

钢圆盘上, 缺陷宽度为 0.8 mm , 埋 藏 深 度 为 0 , 2 ,

3 , 4 , 5 , 5.5mm , 缺陷分布如图 11 ( c ) 所示( 加工在
试件外表面)。
图 12 转盘转速为 800r · min 时的磁场信号

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选择水平方向磁场信号来研究运动速度对磁场

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信号的影响。转速为 200 , 400 , 800 , 1200r · min

( 分别对应圆盘边缘线速度为 2.5 , 5 , 10 , 15m · s )
-1
时得到的检测信号如图 13 所示。
从图 13 可看出, 不同运动速度下构件转动一周
所得的电磁信号几乎一致, 即在缺陷处出现波谷。
因此, 可通过波谷信号实现缺陷的定位。同时, 可以
看到缺陷信号的波谷值随速度而变化, 基本上运动
速度越大, 波谷值越小, 证明了运动速度会对缺陷检
测信号的强度产生影响, 与仿真结果吻合。

图 11 试验平台及缺陷分布示意

试验采用霍尔传感器获取磁场信号, 并将磁信 图 13 不同速度下构件旋转一圈的检测信号
号转换为电压信号输出, 电信号经过滤波器后被数
3 结语
据采集卡采集, 滤波器截止频率 设置为 1500Hz ,

提离为 1mm 。 采用数值仿真和试验方法研究缺陷检测信号与
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2022 年 第 44 卷 第 5 期
无损检测