【摘 要】
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无损检测在工业生产中承担着质量保证的重要任务,无损检测技术的发展在一定程度上决定了工业产品质量的提升。交流电磁场检测（Alternating current field measurement,ACFM）是电磁无损检测的一种,其能实现导电金属工件的表面或近表面缺陷的检测,该方法因具有检测机理清晰、受提离距离影响小、检测效率高等优势在近年来受到了广泛关注。本文紧紧围绕ACFM技术,主要从检测机理论述
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无损检测在工业生产中承担着质量保证的重要任务,无损检测技术的发展在一定程度上决定了工业产品质量的提升。交流电磁场检测（Alternating current field measurement,ACFM）是电磁无损检测的一种,其能实现导电金属工件的表面或近表面缺陷的检测,该方法因具有检测机理清晰、受提离距离影响小、检测效率高等优势在近年来受到了广泛关注。本文紧紧围绕ACFM技术,主要从检测机理论述、ACFM检测仿真分析、检测试验平台设计搭建和试验分析这几个方面做了具体研究。首先,选择利用ANSYS Maxwell仿真软件建立了交流电磁场钢板缺陷检测模型,分析了工件表面电磁场分布规律;验证了U形磁芯对激励线圈在工件表面产生电磁场有增强作用;分析多种形式的缺陷表面磁感应强度分布;建立交流电磁场管道检测模型,探究了管道检测与平板检测的差异,探索并设计了一种曲面检测探头用于检测管道周向缺陷。然后,利用相关传感器设计知识和电子设计技术进行交流电磁场检测系统试验平台的设计制作。设计的传感器由微型检测线圈制作而成,基于ATmega16单片机的控制核心,分别完成了DDS信号发生芯片、仪表放大器前置放大电路、RMS-DC电路、功率放大电路、带通滤波器、通讯部分电路、电源模块和下位机的编程的设计。经调试,检测试验平台可正常完成检测工作,检测信号稳定。最后,利用搭建的检测试验平台和加工的多种类型试块对交流电磁场的应用进行试验研究:ACFM能够对45#钢、奥氏体不锈钢和铝等导电金属进行缺陷的检测;将U形磁芯通过机械加工制作成适应检测管道的方法可以提升ACFM技术对管道周向缺陷检测的效果;缺陷长度变化与Bz信号的变化有密切的关系,缺陷深度变化则与Bx和Bz信号的变化都相关;检测扫查角度变化时,伴随信号变化的同时还可以使Bx信号呈现漏磁检测信号;该技术受提离影响小,提离高度6mm时,检测信号依然清晰可辨别。
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