Page 96 - 无损检测2023年第九期

任延钊, 等:

双层异质金属构件界面损伤的暂态涡流定量检测

部距试件表面的提离为0.7mm 。 备明显的响应特性, 可检出铝层减薄缺陷, 与仿真分
试验用双层异质金属构件来模拟搭接式铜铝过 析结论一致。

渡线夹, 其尺寸( 长×宽×厚) 为120mm×120mm 在检测信号特性分析的基础上, 将检测探头

×6mm , 构件上层为铝合金, 厚度为5.4mm ; 底层 放置于试件表面, 利用x y 双轴运动平台对试件中

为铜合金, 厚度为0.6mm , 各层电导率和相对磁导 设置的缺陷进行扫查, 扫查范围为 -30~30mm
率如表1所示。为进一步探究检测信号及扫查曲线 ( 扫查原点为缺陷中心点)。在各扫查点处拾取检
对线夹焊接界面金属层减薄缺陷的响应特性, 在试 测探头输出的检测信号, 并依照仿真分析中的信
件的铝层表面设置加工了人工缺陷, 包括① 圆形体 号处理手段, 将其与基准信号做差, 获得差分信

缺陷, 其直径为10~40mm , 深度为2.5~3.5mm ; 号, 同时提取差分信号峰值( PV ) 作为检测信号特

② 方 形 体 缺 陷, 其 边 长 为 30~40 mm , 深 度 为 征, 构 建 PV- 探 头 位 置 扫 查 曲 线。 30 mm ×

3.5mm 。 3.5mm ( 直径×深度) 缺陷的扫查曲线如图 10 所
2.2 试验结果与讨论 示。由图10 可 见, 试 验 结 果 与 仿 真 分 析 结 果 一
为了与仿真分析相对应, 试验中, 首先将检测探 致, 检测探头在扫略缺陷边缘处时, 扫查曲线出现

头放置于缺陷 ( 尺寸参数 为 直 径 30 mm× 深 度 先升后降再升的走势, 说明缺陷的存在扰动了涡
3.5mm ) 中心处, 获取该位置处检测信号。随后, 将 流的分布及强度, 造成涡流激发磁场的减弱。通

检测探头分别放置于无缺陷区域处和空气中, 获取 过进一步分析扫查曲线, 可在检出缺陷的同时, 获
两种情况下的检测信号。 3种情况下探头输出的检 取其尺寸参数等信息。

测信号结果如图9所示。

图10 30mm×3.5mm ( 直径×深度) 缺陷的扫查曲线
图9 3种情况下探头输出的检测信号对比 针对检出缺陷的宽度定量评估, 选取深度为
由图 9 可知, 当探头位于线夹无缺陷处时, 检 3.5mm 的各缺陷, 对其进行二维扫查, 在获得扫查

测信号幅值最小; 当探头位于空气中时, 检测信号幅 曲线的基础上对缺陷进行成像, 所得缺陷图像如图
值最大; 当探头位于缺陷中心处时, 检测信号幅值介 11所示。为方便比较分析, 各缺陷图像的像素值均
于前面两者之间, 分析表明检测信号对3种工况具 为归一化处理后的数值。

图11 不同宽度缺陷的检测成像
由图11可知, 缺陷图像中的红色区域为缺陷区 的开口形貌( 圆形 / 方形) 可直观地从缺陷图像中区
域, 其形状及宽度与实际缺陷参数相近。同时, 缺陷 分出来。此外, 红色区域边缘两侧同样存在类似扫

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2023年 第45卷 第9期
无损检测