Page 89 - 无损检测2024年第十一期

陈 军，等：

装甲车诱导轮涡流检测阵列探头设计仿真与试验分析

响，试件材料为铝合金，部分参数如表1所示，点式
探头线圈参数如表2所示。

表1 试件参数与检测条件
电导率/ 相对磁 提离高度/ 激励频率/ 电流/
（MS · m ） 导率 mm kHz mA
－1
19.14 1 0.4 100 10

表2 点式探头线圈参数
线圈形式 内径/mm 外径/mm 高度/mm 匝数
图 1 加强筋处表面裂纹 圆柱形 1 2 2 350
检测、射线检测、涡流检测及渗透检测等。诱导轮 探头倾斜角分别为0°，10°，20°，30°时的涡流密
缺陷部位为复杂曲面结构、表面粗糙度大、检测面 度分布情况如图2所示，试件表面涡流密度的最大
窄、在役检测环境操作空间有限，导致超声、射线、 值与倾斜角度的关系曲线如图3所示。 由图2，3可见，
渗透等技术难以应用 [3-6] 。而涡流检测具有检测速 当探头倾斜时，工件表面等效涡流密度分布变形，强
度快、灵敏度高、非接触、不需要耦合剂、能检测 度也随之降低，容易导致缺陷的漏检。
保护漆层下的表面缺陷等优点，对诱导轮表面裂
纹的检测具有较好的适配性 。传统的点式涡流
[7]
探头在检测过程中极易产生晃动、提离、边缘等干
扰信号，从而引起错检、漏检 [8-10] ；同时，在加强筋
的侧面也可能出现表面裂纹，需要覆盖的检测范围
大，检测效率较低。随着计算机、电子扫描以及信
号处理技术的发展，涡流阵列检测技术逐渐成熟。
该技术基于涡流检测线圈结构的特殊设计，以电子
方式驱动同一个探头中的多个相邻检测线圈，通过
对线圈信号进行分析处理，实现对工件快速、有效
的检测。同时，阵列探头的结构形式灵活，可以根
据待检工件的形状和尺寸设计相应的柔性探头或
仿形探头，实现对表面形状复杂工件的良好电磁
耦合 [11-15] 。
综观国内外现状，目前未见对诱导轮表面微裂
纹进行涡流检测的相关报道，文章通过仿真模拟确
定涡流阵列探头线圈形状和参数，在此基础上设计 图 2 点式探头在不同倾斜角度下的涡流密度分布图
了诱导轮专用阵列式涡流检测探头，探究频率和提
离对其检测信号的影响规律，并与点式探头的检测
信号进行比较，通过对比试块和实际诱导轮验证了
阵列探头的检测灵敏度和检测效率，实现了诱导轮
的在役检测。

1 点式探头倾斜对涡流密度的影响

在使用点式探头进行诱导轮涡流检测的过程
中，加强筋的特殊曲型结构以及过大的表面粗糙度，
难以确保检测探头垂直于加强筋表面，而使得诱导
轮中的涡流密度降低，检测灵敏度下降。利用CIVA
仿真软件模拟了点式探头倾斜角度对涡流密度的影 图 3 点式探头倾斜角度与涡流密度的关系曲线
55
2024 年 第 46 卷 第 11 期
无损检测