【摘要】：無損檢測(cè)技術(shù)是可靠性保障和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的重要手段,感應(yīng)熱像檢測(cè)作為一種新型無損檢測(cè)技術(shù),結(jié)合了渦流檢測(cè)技術(shù)和熱像檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),具有對(duì)近表面缺陷敏感、缺陷空間分辨率高、可直觀顯示缺陷位置、可非接觸在役檢測(cè)、檢測(cè)結(jié)果易于存儲(chǔ)等特點(diǎn)。該技術(shù)近年來發(fā)展迅速,已廣泛應(yīng)用于冶鐵、電力、核工業(yè)、軍事、運(yùn)輸、石油等多個(gè)領(lǐng)域,但目前仍存在單次可檢測(cè)面積小、對(duì)傾角缺陷檢測(cè)魯棒性差、允許的提離距離小、對(duì)曲面構(gòu)件的檢測(cè)能力差等限制,為解決上述限制,本文提出了一種新型磁芯環(huán)線圈感應(yīng)熱像系統(tǒng),其可收集空間磁通與磁能并注入被檢對(duì)象,在被檢對(duì)象內(nèi)形成均勻高強(qiáng)輻射狀磁場(chǎng)與環(huán)形渦流場(chǎng),有效提高了感應(yīng)熱像系統(tǒng)的檢測(cè)能力。本文首先建立了所提磁芯環(huán)線圈感應(yīng)熱像系統(tǒng)基于磁阻的電磁感應(yīng)模型和基于輻射的熱像采集模型,從理論層面解釋了所述系統(tǒng)的檢測(cè)優(yōu)勢(shì),包括:單次可檢測(cè)面積大、對(duì)傾角缺陷檢測(cè)魯棒性好、允許的提離距離大、檢測(cè)結(jié)果信噪比高等;其次,結(jié)合理論模型與數(shù)值實(shí)驗(yàn)分析了磁芯環(huán)感應(yīng)器空間磁場(chǎng)、被檢對(duì)象內(nèi)磁場(chǎng)和渦流場(chǎng)的特征;再次,通過有限元數(shù)值實(shí)驗(yàn)與實(shí)際驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)評(píng)估了磁芯環(huán)線圈的實(shí)際檢測(cè)能力。數(shù)值實(shí)驗(yàn)包括多傾角實(shí)驗(yàn)、單次可檢測(cè)面積實(shí)驗(yàn)、曲面試件實(shí)驗(yàn)三組,每組均由磁芯環(huán)感應(yīng)器實(shí)驗(yàn)與直導(dǎo)線感應(yīng)器對(duì)照實(shí)驗(yàn)組成,被檢構(gòu)件包括鐵磁性材料試件和非鐵磁性材料試件。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)包括人工缺陷和自然缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn),兩類實(shí)驗(yàn)均以直導(dǎo)線感應(yīng)器檢測(cè)實(shí)驗(yàn)作為對(duì)照,實(shí)驗(yàn)試件包括鐵磁性材料試件和非鐵磁性材料試件,人工缺陷驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的設(shè)置與數(shù)值實(shí)驗(yàn)相同,用于驗(yàn)證數(shù)值實(shí)驗(yàn);自然缺陷實(shí)驗(yàn)用于進(jìn)一步檢驗(yàn)磁芯環(huán)感應(yīng)器的實(shí)際檢測(cè)能力,被檢對(duì)象包括鐵磁性鋼軌試件與非鐵磁性晶界腐蝕缺陷試件。理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明,磁芯環(huán)感應(yīng)器對(duì)鐵磁性材料和非鐵磁性材料構(gòu)件均具有良好的檢測(cè)能力,整體檢測(cè)能力優(yōu)于傳統(tǒng)感應(yīng)器。其優(yōu)勢(shì)在于對(duì)傾角缺陷的檢測(cè)魯棒性好,單次可檢測(cè)面積不小于26000mm,對(duì)較規(guī)則曲面構(gòu)件的檢測(cè)能力好,檢測(cè)結(jié)果信噪比平均高于傳統(tǒng)直導(dǎo)線感應(yīng)器3倍以上。最后,本文通過對(duì)磁芯環(huán)感應(yīng)器的分析總結(jié)了感應(yīng)器設(shè)計(jì)的參考準(zhǔn)則,并展望了進(jìn)一步改進(jìn)與應(yīng)用的方向。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH878.3

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本文編號(hào)：2631854