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铜、铝、不锈钢等有色金属在工业上应用非常普遍,但其表面和内部出现的缺陷却严重影响着产品质量和应用中的安全。常规涡流检测方法仅能实现这些有色金属材料表层缺陷的快速、高效探伤,但还没有电磁检测方法实施内部缺陷的探伤。本论文提出了基于直流通电测磁的有色金属电磁无损检测方法,并开展了较为深入的研究。 对直流通电测磁(Injected Direct Current-Magnetic Field Measurement, IDC-MFM)的有色金属电磁无损检测方法进行了可行性研究。通过理论计算和三维仿真描绘出导电平板上人工刻槽附近的磁场分布图和各磁场分量发生畸变或扰动的特点,从理论上验证了IDC-MFM检测方法在原理上的可行性。通过初步的实验获得了与仿真结果一致的扰动磁场信号,并证实了IDC-MFM检测方法不但可以检测有色金属的表面缺陷,而且可以检测内部缺陷。 建立了一套IDC-MFM检测实验系统,通过电源、磁敏探头、放大电路等关键硬件的设计,从稳定磁场的激发、扰动信号的探测和调理等几方面来解决微弱扰动磁场信号难探测和识别的问题。研究了探头提离值变化、通电电流大小、通电电极间距大小、试件材质等因素对检测信号的影响,发现IDC-MFM检测不存在饱和通电,也不受试件材质的影响,而小的提离和大的电极间距更便于缺陷信号的获得。 研究了不同纵向扫查路径上的扰动磁场信号,解析了IDC-MFM检测时各磁场分量典型的信号特征和变化规律。基于电流的磁效应深入剖析了扰动磁场信号的成因。结合仿真与实验,进一步研究不同位置缺陷的信号特点,以及凸、凹缺陷检测信号特征的异同。 探索了缺陷的不同几何形状与检测信号特征间的关系,以人工矩形凹槽和通孔为例,定性的分析了上述缺陷的深度、宽度、长度、走向、孔径与信号幅值、波宽的关系,剖析了各几何参数变化时扰动磁场产生变化的原因。 开展了IDC-MFM检测方法在变压器生产用带材上的应用研究。结果表明该方法不仅可以检测凹陷的表面缺陷和深层缺陷,也可以检测凸起缺陷和边缘缺陷,且对不同走向的缺陷都有较好的检测效果,甚至还可以检测有色金属中的铁磁性杂质,是铜带、铝带生产线上高速探伤的较好方法。