Page 35 - 无损检测2023年第四期
P. 35
试验研究
DOI : 10.11973 / ws j c202304001
磁传感器尺寸对涡流检测性能的影响
刘政豪, 奚 清, 张 玮, 邓 俊, 常丁月, 喻拓夏
( 中国工程物理研究院材料研究所, 江油 621908 )
摘 要: 涡流检测中的电磁场在空间中的衰减速度较快, 传感器尺寸是影响涡流检测灵敏度
的重要因素。采用尺寸较大的磁通门磁强计实现了304不锈钢20mm 深度处、 铝合金16mm 深
信号最大变化量的实际结果比数值模
度处的检测, 同时对试验过程进行了数值模拟, 发现磁场B x
拟结果低33%~44% , 但定性上两者符合得较好; 数值模拟发现, 小尺寸高灵敏度磁传感器涡流检
测的灵敏度大幅优于感应线圈涡流检测仪的灵敏度, 传感器的小尺寸可以弥补磁灵敏度上的劣势;
同时可根据传感器尺寸与灵敏度绘制灵敏度需求曲线, 比较不同传感器的涡流检测灵敏度。该结
果有助于优化新型涡流传感器的设计。
关键词: 涡流检测; 磁传感器; 传感器尺寸; 数值模拟; 磁场测量
中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 04-0001-06
Influenceofma g neticsensorsizeonedd y currentdetection p erformance
LIUZhen g hao , XIQ in g ZHANG Wei , DENGJun , CHANGDin gy ue , YUTuoxia
,
( InstituteofMaterialsResearch , ChinaAcadem y ofEn g ineerin gPh y sics , Jian gy ou621908 , China )
Abstract : Theelectroma g neticfieldinedd y currentdetectiondeca y sra p idl y ins p ace , andthesensorsizeisan
im p ortantfactoraffectin gthesensitivit yofedd ycurrentdetection.Alar g eflux- g atema g netometerwasusedto
achievethedetectionof304stainlesssteelatade p thof20mmandaluminumallo yatade p thof16mm.Atthe
sametime , thenumericalsimulationofthetest p rocesswascarriedout , anditwasfoundthattheactualresultsof
B xsi g nalmaximumvariationwere33%~44%lowerthanthenumericalsimulationresults.However q ualitativel y
bothofthosetworesultswerein g ooda g reement.Numericalsimulationshowsthatthesensitivit y ofsmallsizeand
hi g hsensitivit yma g neticsensorinedd y currentdetectionwasmuchbetterthanthatofinductioncoiledd y current
detector.Smallsizeofthesensorcouldmakeu p forthedisadvanta g eofma g neticsensitivit y .Atthesametime , the
sensitivit y demandcurvecouldbedrawnaccordin g tothesensorsizeandsensitivit y tocom p aretheedd ycurrent
detectionsensitivit y ofdifferentsensors.Theresultswerehel p fultoo p timizethedesi g nofnewedd y currentsensors.
Ke ywords : edd ycurrentdetection ; ma g neticsensor ; sensorsize ; numericalsimulation ; ma g neticfield
measurement
涡流检测技术是一项应用广泛的无损检测技 传统涡流检测仪基于感应线圈, 检测互感的实
术, 可检测导体的缺位、 缝隙、 腐蚀、 裂纹等缺陷 [ 1-3 ] 。 部及虚部的变化 [ 1 ] , 从而获得缺陷的信息。新型磁
激励电磁场频率、 传感器灵敏度、 线圈尺寸、 缺陷尺 传感器通过检测涡流磁场的幅度及相位变化来获得
寸与埋深、 传感器尺寸及其与样品的距离等因素都 缺陷信息 [ 4-5 ] 。两类涡流检测方法的灵敏度是可以
会影响涡流检测的灵敏度。 通过换算后互相比较的。商品化的标准涡流检测仪
的最大增益通常为 100~120dB , 当接近最大增益
时, 噪声一般会比较大。
收稿日期: 2022-08-09
作者简介: 刘政豪( 1987- ), 男, 博士, 副研究员, 主要从事涡流 新型磁传感器有磁通门磁强计、 巨磁阻( GMR )
[ 6 ]
检测与超声检测的研究工作 传感器 、 巨磁阻抗( GMI ) 传感器、 隧道磁阻( TMR )
传感器、 超导量子干涉仪( SQUID ) 等。磁通门磁强计
通信作者: 刘政豪, haodeaa@126.com
1
2023年 第45卷 第4期
无损检测
