Page 107 - 无损检测2024年第十二期

王 鹏，等：

基于多频技术的涡轮叶片涡流检测边缘效应抑制

器电路、功率放大电路、前置放大电路、相敏检波电
路、低通滤波电路、采集电路和上位机组成。以双频
涡流检测仪为例，其系统架构如图2所示。

图 3 涡轮叶片正面外观

图 4 涡轮叶片反面外观
中缺陷A为叶片中部的裂纹缺陷，B，C，D为平行且
靠近叶片边缘的裂纹缺陷。涡轮叶片缺陷的具体信
息如表1所示。
表1 涡轮叶片缺陷的具体信息
缺陷编号 长度/mm 深度/mm 距边缘距离/mm
A 8 0.3 47
图 2 多频涡流检测仪系统架构示意 B 8 0.3 5
多频涡流检测仪的工作原理为：首先通过多个 C 4 0.3 5
D 8 0.3 3
正弦信号源产生不同频率的正弦波信号，将这些正
弦波信号通过加法器电路合成为多频信号，再将多 考虑到涡轮叶片的几何形状及人工缺陷类型，
频信号通过功率放大电路之后加载到检测探头的 选择笔式探头作为检测探头，其实物如图5所示。
激励线圈上；将探头接收线圈接收到的信号通过前
置放大电路进行放大，再将放大后的信号通过相敏
检波电路提取出有用信号（相敏检波电路的参考
信号由相应的信号源提供），然后将相敏检波电路
输出的信号通过低通滤波电路，去除交流量，保留
直流量，分别获得频率为 f 1 和f 2 的响应幅值 [A 1 (S)， 图 5 笔式检测探头实物
A 2 (S)] 和相位 [A 1 (θ)， A 2 (θ)] 信息，最后将这些有效 首先测试得到A，B缺陷及边缘效应的信号，继而
信息通过采集电路传至上位机处理，显示出缺陷的 分析边缘效应的干扰信号对于缺陷检出信号的影响。
阻抗图。 然后利用多频涡流检测仪进行检测操作，检测
装置实物如图6所示。
2 涡轮叶片检测中边缘效应的干扰
针对该涡轮叶片试件的材料与规格，首先选择
使用单一频率的常规涡流技术对涡轮叶片试件 合适的单频激励来检测表面裂纹缺陷。对仪器的增
上的人工缺陷进行检测，涡轮叶片正面及反面外观 益和相位进行调整，使探头提离信号平行于阻抗平
如图3，4所示。 面图的x轴（水平分量）。使用笔式探头垂直扫过A
叶片上共有A，B，C，D 4个人工裂纹缺陷，其 缺陷，得出单独的裂纹缺陷信号，其结果如图7所示。
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2024 年 第 46 卷 第 12 期
无损检测