針對傳統(tǒng)差動式渦流探頭幾何尺寸大、缺陷檢測靈敏度低的問題,在傳統(tǒng)差動式渦流探頭的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種跑道型差動式渦流探頭。它由激勵線圈包裹2個尺寸相同、反向連接的感應(yīng)線圈而構(gòu)成。首先,利用COMSOL Multiphysics仿真軟件建立了跑道型差動式渦流探頭模型,比較了跑道型差動式渦流探頭與傳統(tǒng)差動式渦流探頭渦流場分布的差異,并研究了在不同缺陷深度、不同掃查角度下2種差動式渦流探頭的檢測靈敏度。接著,制作了跑道型差動式渦流探頭實物和碳鋼板缺陷試件,利用試驗測試的方法比較了跑道型和傳統(tǒng)差動式渦流探頭的檢測靈敏度。試驗結(jié)果表明,與傳統(tǒng)差動式渦流探頭相比,跑道型差動式渦流探頭具有更緊湊的結(jié)構(gòu)、更高的缺陷檢測靈敏度。研究結(jié)果可為小尺寸、高精度差動式渦流探頭的優(yōu)化設(shè)計提供參考。

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【部分圖文】：

圖1 差動式渦流探頭的結(jié)構(gòu)及其渦流密度分布

筆者在傳統(tǒng)差動式渦流探頭的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種跑道型差動式渦流探頭，其結(jié)構(gòu)如圖1(b）所示。跑道型差動式渦流探頭由1個形狀像跑道的大激勵線圈包裹著2個并列放置且反向連接的圓形小感應(yīng)線圈而構(gòu)成。當(dāng)對激勵線圈加載頻率和幅值一定的正弦交流信號時，激勵線圈產(chǎn)生的交變磁場會在被測件的近表面感....

圖2 跑道型差動式渦流探頭的幾何模型

為了分析跑道型差動式渦流探頭與傳統(tǒng)差動式渦流探頭在檢測性能上的差異，首先，利用COMSOLMultiphysics仿真軟件分析2種探頭在被測碳鋼板表面渦流場的分布情況。對2種差動式渦流探頭均施加頻率為95kHz、激勵電流為100mA的正弦激勵信號，其他仿真參數(shù)見表1，得到如....

圖3 不同結(jié)構(gòu)差動式渦流探頭垂直掃過同一缺陷時的輸出信號

在被測件上預(yù)置長為30mm，寬為0.15mm，深依次為0.5,1.0,2.0,3.0,4.0mm的缺陷，利用COMSOLMultiphysics軟件分別仿真2種探頭掃查鋼板不同深度缺陷的過程，得到探頭檢測信號峰-峰值隨缺陷深度的變化曲線，如圖4所示。圖4不同結(jié)構(gòu)差動式渦....

圖4 不同結(jié)構(gòu)差動式渦流探頭檢測信號峰-峰值隨缺陷深度的變化曲線

圖3不同結(jié)構(gòu)差動式渦流探頭垂直掃過同一缺陷時的輸出信號從圖4可以看出：2種探頭檢測信號峰-峰值都隨缺陷深度的增加而呈現(xiàn)增大的趨勢；當(dāng)缺陷深度達(dá)到2.0mm后，2種探頭檢測信號峰-峰值的增大趨勢均變得緩慢，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因是渦流的趨膚效應(yīng)[18-20]；在缺陷深度相同的情況下....

本文編號：4043530