Page 40 - 无损检测2023年第十期

苏冰洁, 等:

金属构件缺陷的脉冲涡流近 - 远场复合定量检测

TMR2505型隧道磁阻传感器。试验中, 为分析试 在拾取复合检测信号后, 与仿真处理方式一致,
件不同减薄缺陷的检测信号特征, 制作不同参数 提取近场检测信号在 t=0~10ms信号段和远场检

的试件, 被测试件包括: ① 不同厚度铝合金板件, 测信号在 t=10~30ms信号段的信号面积作为检

其厚度为1~4mm , 用于模拟腐蚀减薄缺陷; ② 预 测信号特征, 将试件厚度为4mm 对应的检测信号
制有不同深度圆形平底孔的铝合金板件, 其尺寸为 特征作为特征参考值, 结合式( 3 ), 分析检测信号特

200mm×200mm×5mm ( 长×宽×厚), 平底孔直 征对缺陷的响应灵敏度, 近场与远场检测信号特征

径为30mm , 孔深为2~4mm , 用于模拟相同尺寸不 及其灵敏度对比结果如图9所示, 柱状图和曲线图
同深度的局部腐蚀缺陷; ③ 预制有不同尺寸不同深 分别表示检测信号特征变化及归一化信号特征。

度的椭圆形平底孔铝合金板件, 其尺寸为200mm×

200mm×5mm ( 长×宽×厚, 平底孔的尺寸如表2
所示, 用于模拟不同尺寸不同深度的局部腐蚀缺陷。
针对后两种缺陷, 采取沿缺陷短边方向的探头扫查

方式实施检测, 扫查步长为1mm 。
表2 铝合金板件中椭圆形平底孔缺陷尺寸
椭圆形 短边b / 长边a / 缺陷深度T /
平底孔缺陷 mm mm mm
#
1 23.6 30 2
图9 近场与远场检测信号特征及其灵敏度对比( 试验)
#
2 31.4 40 3
由图9可见, 随着缺陷深度增大, 检测信号特征
#
3 39.3 50 4
变化增大, 归一化信号特征增大, 且变化量正关联于
#
4 47.2 60 5
缺陷深度; 远场检测的信号特征对缺陷具有更高的
3.2 检测信号特性分析及信号特征讨论
响应灵敏度。试验所得结果与仿真结果一致, 近场
首先将复合检测探头放置于不同厚度铝合金板
与远场的检测信号特征均可对试件的腐蚀减薄缺陷
件表面, 同时拾取探头输出的近场和远场检测信号,
进行定量评估。
如图8所示。
3.3 腐蚀缺陷扫查结果及融合信号特征的提出
在明确所提检测信号特征对非铁磁性金属板件
缺陷定量检测具有有效性的基础上, 采用含局部腐
蚀缺陷的试件, 进一步进行脉冲涡流近 - 远场复合检
测。通过复合检测探头对含圆孔状局部腐蚀缺陷试
件背面的扫查, 获取检测信号特征S 与探头位置x
的缺陷扫查曲线, 其结果如图10所示( 图中 T 为缺
陷深度)。

图8 铝合金板的近场和远场检测试验信号

由图8可见, 所获检测信号及其对不同深度腐
蚀缺陷的响应规律与仿真分析结果一致, 随着缺陷
深度的增加, 试件内涡流激发的二次磁场与线圈磁
场的叠加磁场增大, 检测信号的幅值增大。从试验
结果中亦发现, 远场检测信号的陡度小于近场检测
信号的陡度, 这是由于磁场间接耦合分量以低频谐
波成分为主, 传播至远场传感器所需时间更长, 造成
图10 腐蚀缺陷扫查曲线
远场检测信号上升 / 下降趋势延缓。
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2023年 第45卷 第10期
无损检测