基于涡流阵列技术的活塞燃烧室检测系统研制

发布时间：2021-08-29 21:37

　　针对大马力发动机活塞复杂形状燃烧室表面及近表面缺陷快速无损检测需求,研制一套基于涡流阵列技术的无损检测系统。从涡流阵列检测系统结构设计、系统集成、应用验证等方面介绍该系统。通过PLC控制机械结构运动,实现工件与涡流阵列探头的相对旋转,快速采集活塞燃烧室表面涡流信号并将其转换成数字信号,经过软件处理后形成C扫描图像,显示缺陷的形状及位置。结果表明:系统在24 s内可实现对某型号大马力发动机活塞燃烧室表面的检测,有效检出5 mm×0.12 mm×0.2 mm（长×宽×深）的表面缺陷,具有检测效率高、准确度好、成像直观等优点。 

【文章来源】：兵器材料科学与工程. 2020,43(03)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

活塞燃烧室涡流阵列检测系统设计框图

活塞顶部燃烧室表面形状复杂，如图2所示。检测探头设计示意图，如图3所示。为提高检测效率、抑制提离效应的影响，设计了仿形探头外壳，如图3a所示。通过探头与工件相对旋转完成扫描。实际检测中，即使两个检测线圈贴紧排布，依然存在检测盲区。因此设计探头，如图3b所示。其共有32通道，通过两列错位排布。消除检测盲区。图3 检测探头设计示意图

图2 活塞顶部燃烧室结构示意图为保证涡流检测探头足够的灵敏度及信噪比，应选用合适类型的检测线圈，以发现细小的表面缺陷。线圈可分为绝对式和差动式线圈。绝对式线圈由单个线圈构成，受探头颤动、外界电磁干扰等影响较明显，可用于检测被检件某一位置的电磁特性，如材质分选、涂层测厚等[13]。差动式线圈由一个激励线圈和两个接收线圈组成，两个接收线圈反向连接，对同一被检件的不同部位进行比对。相较于绝对式线圈，差动式线圈能避免活塞燃烧室的几何参数和物理性能缓变的影响以及提离信号等干扰，有效提高信噪比，检测出更小的缺陷[14-16]。因此，选用差动式线圈作为涡流阵列探头的检测线圈。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3371428