Page 84 - 无损检测2024年第十期

申 扬，等：
风机塔筒焊缝缺陷漏磁与磁扰动检测性能对比

3 mm；4号试样含不同深度的圆孔焊缝缺陷，圆孔直 传感器底部与焊缝表面采用接触测量的方式以保护
径均为2 mm，深度从左至右分别为1，2，3，4 mm。 芯片。三轴扫描仪的步进电机由NI PXI-7340运动
扫查过程中，传感器自左至右进行匀速稳定扫查。 控制卡控制。16通道TMR阵列由稳定的直流 5 V
2.2 检测装置 电源供电。TMR2705为差分输出芯片，输出端会产
在实验室中搭建了漏磁和磁扰动传感器的测 生等大反向的两路信号，故采用定制设计的32通道
量系统，试验系统结构框图与试验现场如图4所示。 数据采集卡。漏磁与磁扰动传感器通过雷莫接头将
在漏磁检测中，永磁体通过U型磁轭为被测试件提 多通道阵列TMR信号传输至采集卡中，采集缺陷信
供稳定励磁场；磁扰动检测中，永磁铁直接对试样 号频率小于100 Hz，采集卡的采样频率为1 000 Hz，
励磁，永磁体的磁场强度为0. 3 T，以防止磁敏元件 满足采样定量需求，不会产生信号漏检情况。
（TMR）饱和并有效地提高输出电压。漏磁与磁扰 采集卡采用USB2. 0接口与上位机进行通信连
动传感器均包含 16 个TMR（型号为TMR2705）阵 接，接口传输速率最高可达480 Mbps（百万比特每
元芯片，芯片焊接到柔性印刷电路（FPC）板上，然 秒），满足采集卡传输需求。上位机基于LabVIEW
后将其封装在传感器封装外壳内。 平台编写了漏磁信号与磁扰动信号检测软件，包括
试验现场如图 4（b）所示，将包含U型磁轭、 信号展示、数据存储等功能。
TMR阵列及其相应信号转接电路的新型磁轭封装 试验过程中，将漏磁或磁扰动阵列传感器固定
在固定在3轴运动平台上的传感器外壳内。漏磁传 于三轴运动平台上，调节运动控制器使得传感器扫
感器尺寸为长度60 mm、宽度40 mm、高度45 mm； 查速度稳定保持在10 mm · s -1 左右，自左至右进行
磁扰动传感器则尺寸为长度40 mm、宽度10 mm、高 扫查，同时采用带通数字滤波器对漏磁与磁扰动多
度20 mm（见图4b插图）。传感器及封装外壳底部 通道阵列扫查结果进行信号处理，为滤除掉直流偏
均设计为适用于焊缝余高的弧形，检测芯片距封装 置和高频噪声，设置带通滤波器的上下截止频率分
壳底部设计了1 mm的提离距离，而具有耐磨胶层的 别为1 Hz与100 Hz。

三轴运动平台

运动控制器
传感器外壳 轭铁
上位机

5 V供电 永磁铁
极靴
数据采集卡 检测信号
试样
(a) 系统框图
运动控制器
三轴运动平台

传感器
上位机
采集卡 磁扰动传感器

待测试样

漏磁传感器

(b) 试验现场
图 4 扫查试验系统结构框图与试验现场
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2024 年 第 46 卷 第 10 期
无损检测