基于多层电磁屏蔽的远场涡流检测技术研究

发布时间：2022-01-25 09:13

　　铁磁材料大量的运用于高铁轨道、油气运输管道、航空发动机以及核工业反应炉等重要构件的制造中。在服役过程中,由于长期遭受外在负载的压力、冲击,以及外界环境因素的变化,如温度、湿度、腐蚀和酸性的影响,会诱发这些部件不同程度的失效和损伤。损伤加剧会造成列车脱轨、管道爆炸、飞机失事以及核泄漏等灾难性安全事故。因此,亟待定期检测和定量评估缺损程度并做出相应的决策进行维修和保护,确保安全,可持续的发展。电涡流检测因其检测速度快、检出率高、无需与试件接触等优点,是电磁检测中使用最广泛的一种检测手段。同时,因涡流激励信号和激励检测线圈结构的改变也随之发展了多种涡流检测方法,如单频涡流、多频涡流、脉冲涡流、柔性阵列涡流以及远场涡流。本文以远场涡流检测为基础,研究了铁磁构件的物理特性及检测信号特征。主要研究内容分为以下三个部分:（1）基于电磁感应定律和电磁屏蔽理论,将主要存在于管道中的远场涡流检测技术拓展到铁磁平板上,目的在于提高深层缺陷的检测能力,并从原理和解析角度进行诠释;（2）根据远场涡流在平板上的实现方式和二次能量穿透机理,利用COMSOL Multiphysics频域分析进行远场涡流传感架构的数值... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

二维轴对称-管道远场涡流能量(坡印廷矢量)流动图

第二章基于电磁屏蔽的远场涡流检测理论23r坐标(m)幅值拐点90°相位变化log(mf.Bz)相位(°)图2-6单频激励-频域下远场涡流的信号特征时间(s)归一化电压(mV)检测信号激励信号图2-7脉冲激励-时域下激励信号与远场检测信号2.5本章小结本章描述了典型的电磁涡流检测原理以及麦克斯韦方程组。叙述了管道远场涡流的原理，从能量传播的角度解释了远场涡流的传播机理，并推导了管道远场涡流的控制方程。最后基于推导，提出并解释了三层屏蔽为基础的平板型远场涡流的实现方式。在管道远场涡流电磁扩散方程的基础上，进一步推导了由激励线圈产生的能量在介质中的传播属性，以及边界条件。此外，对远场涡流的特征从管道图中能量流向进一步解释了远场涡流的传播过程，然后对频域和时域的特征进行叙述。

第二章基于电磁屏蔽的远场涡流检测理论23r坐标(m)幅值拐点90°相位变化log(mf.Bz)相位(°)图2-6单频激励-频域下远场涡流的信号特征时间(s)归一化电压(mV)检测信号激励信号图2-7脉冲激励-时域下激励信号与远场检测信号2.5本章小结本章描述了典型的电磁涡流检测原理以及麦克斯韦方程组。叙述了管道远场涡流的原理，从能量传播的角度解释了远场涡流的传播机理，并推导了管道远场涡流的控制方程。最后基于推导，提出并解释了三层屏蔽为基础的平板型远场涡流的实现方式。在管道远场涡流电磁扩散方程的基础上，进一步推导了由激励线圈产生的能量在介质中的传播属性，以及边界条件。此外，对远场涡流的特征从管道图中能量流向进一步解释了远场涡流的传播过程，然后对频域和时域的特征进行叙述。

【参考文献】：
期刊论文
[1]飞机铆接件隐藏缺陷的远场涡流检测探头优化与试验[J]. 赵本勇,宋凯,宁宁,黄华斌,张丽攀.  航空学报. 2020(01)
[2]飞机紧固件孔周裂纹检测远场涡流传感器设计及优化[J]. 刘平政,宋凯,宁宁,黄华斌,张丽攀.  仪器仪表学报. 2019(06)
[3]基于信号斜率的铁磁材料脉冲涡流测厚研究[J]. 柯海,徐志远,黄琛,武新军.  仪器仪表学报. 2011(10)
[4]导电平板中的远场涡流特性[J]. 周连文,曲民兴,孟小利.  南京航空航天大学学报. 1998(02)
[5]导电平板的远场涡流现象[J]. 曲民兴,周连文,孟小利.  无损检测. 1997(08)
[6]远场涡流探头中的脉冲响应信号[J]. 陈美娟,孙雨施.  无损检测. 1993 (05)

硕士论文
[1]平板导体件的远场涡流检测系统的研究与设计[D]. 王新.南京航空航天大学 2010



本文编号：3608274