Page 62 - 无损检测2023年第九期

2023远东无损检测新技术论坛论文精选

DOI : 10.11973 / ws j c202309006

基于“ 八” 字形激励的涡流探头设计与分析

任 毅 , 王 晋 , 郑 凯 , 张 卿 , 朱 力 , 范高廷 , 张 宏 , 陈玺名 4
1
1
1
2
3
4
1
( 1. 江苏省特种设备安全监督检验研究院, 南京 210000 ;

2. 南京工业大学 电气工程与控制科学学院, 南京 211816 ;

3. 舍弗勒( 南京) 有限公司, 南京 210000 ; 4. 南京航空航天大学 自动化学院, 南京 211106 )
摘 要: 为适应复杂曲面结构的检测, 柔性涡流探头得到了越来越多的应用。然而, 柔性涡流

探头能量较低, 如何进一步提高柔性探头的检测能力一直是个问题。针对此, 提出了一种基于“ 八”
字形激励的涡流探头结构, 并对其检测原理和性能进行了理论和试验分析。通过利用 COMSOL
仿真软件对探头进行仿真分析发现, 相比于常规探头, 基于“ 八” 字形激励的探头结构能够减小激励
线圈直接耦合磁场对接收线圈的影响, 且探头仅对涡流扰动敏感, 可有效提高探头信噪比。此外,
试验分析发现, 当两个激励线圈的夹角为60° 时, 其对碳钢试件的检测能力最强, 同时能够区分不

同深度的裂纹缺陷, 可在10mm 的提离高度下对宽为0.5mm , 深为5mm 的裂纹缺陷进行检测。

关键词: 无损检测, 涡流检测, 裂纹缺陷, 探头设计

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 09-0028-05

Desi g nandanal y sisofedd y current p robebasedon “ 八” sha p eexcitation

1
1
1
4
2
3
1
,
RENYi , WANGJin , ZHENGKai , ZHANGQ in g ZHUli , FANGaotin g ZHANGHon g CHENXimin g 4
,
,

( 1.S p eciale q ui p mentsafet y su p ervisionins p ectioninstituteofJian g sup rovince , Nan j in g 210000 , China ;

2.Colle g eofElectricalEn g ineerin g andControlScience , Nan j in gTechuniversit y , Nan j in g 211816 , China ;

3.Schaeffler ( Nan j in g ) Co. , Ltd. , Nan j in g 210000 , China ;

4.Colle g eofAutomationEn g ineerin g , Nan j in gUniversit y ofAeronauticsandAstronautics , Nan j in g 211106 , China )

Abstract : Inordertoada p ttothecom p lexcurvedsurfacestructuredetection , flexibleedd ycurrent p robehas

beenused.However , duetothelowener gyoftheflexibleedd ycurrentp robe , furtherim p rovethedetection

ca p abilit y oftheflexibleedd ycurrentp robeisalwa y sap roblem.Inthisp a p er , ap robebasedon “ 八” sha p e

excitationcoil was p ro p osed , and its detection p rinci p le and p erformance were studied theoreticall y and

ex p erimentall y .Throu g hthesimulationanal y sisofthe p robeusin g comsolsimulationsoftware , itwasfoundthat

com p aredwiththeconventionalp robe , thep robestructurebasedonthe “ 八” sha p eexcitationcanbeusedfor

reducin g thedirectl y cou p ledma g neticfield , anditwasonl y sensitivetotheedd y currentdisturbance , sothesi g nal-

to-noiseratiocanbeeffectivel y im p roved.Inaddition , throu g htheex p erimentalanal y sis , itwasfoundthatwhen

thean g lebetweenthetwoexcitationcoilswas60° , itsdetectionabilit y forthecarbonsteels p ecimenusedinthis

p a p erwasthestron g est.Atthesametime , itcandistin g uishthecrackdefectsofdifferentde p ths , andcandetect

thecrackdefectsof0.5mmwideand5mmdee punderthe10mmlift-off.

Ke ywords : nondestructivetestin g ; edd y currenttestin g ; crackdefect ; p robedesi g n
收稿日期: 2023-07-07 无损检测技术是在对被测对象不造成损伤的情
基金项目: 江苏省市场监督管理局“ 不清除油漆层的金属表面缺
况下, 对被测对象的材料及性能进行探测和评估的
陷阵列涡流检测工艺及仪器研发” 项目( KJ2022005 )
技术。常用的无损检测方法主要有超声 [ 1 ] 、 渗透 [ 2 ] 、
作者简介: 任 毅( 1985- ), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事特
磁粉 [ 3 ] 、 射线 [ 4 ] 和涡流等。其中, 涡流检测是以电磁
种设备检验及无损检测的研究工作, sa j iaren@163.com
通信作者: 张 卿( 1988- ), 女, 副教授, 主要从事电磁无损检测 感应原理为基础的检测技术, 其对被测对象表面和
近表面的裂纹、 夹杂物或腐蚀缺陷敏感, 且具有通用
的研究工作, zhan gq in g @n j tech.edu.cn
8
2
2023年 第45卷 第9期
无损检测