脉冲涡流测厚中的传感器提离效应补偿方法-.pdf

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1、总第２４９期舰船电子工程Vol．３５No．３２０１５年第３期ShipElectronicEngineering１２３磁脉冲涡流测厚中的传感器提离效应补偿方法１２２２吴月东黄琛熊波刘义（１．北京西三环中路１９号北京１０００７１）（２．中国舰船研究设计中心电磁兼容性重点实验室武汉４３００６４）摘要铁磁性材料的脉冲涡流测厚信号对试件厚度和传感器提离效应均较敏感，对壁厚特征量的提取造成困难。为了消除提离效应，提出了基于相对磁通量计算的信号处理方法。试验结果显示相对磁通量法对提离效应不敏感，其信号处理结果只与板厚有关。关键词脉冲涡流检测；铁磁性材料板材

2、；提离效应中图分类号TM１５４DOI：１０．３９６９／j．issn１６７２‐９７３０．２０１５．０３．０３４CompensationMethodofSensorLift‐offEffecttoThicknessMeasurementofPulsedEddyCurrent１２２２WUYuedongHUANGChenXIONGBoLIUYi（１．No．１９CentralXisanhuanRoad，Beijing１０００７１）（２．TheNationalKeyLaboratoryofEMC，ChinaShipDevelopmentandDesign

3、Center，Wuhan４３００６４）AbstractItissensitiveforspecimenthicknessandsensorlift‐offeffecttothepulsededdycurrentthicknessmeasure‐mentsignalofferromagneticmaterials．Thatcausesdifficultiestotheextractionofwallthicknessquantities．Inordertoe‐liminatethelift‐offeffect，thesignalprocessi

4、ngmethodisproposedbasedonthecalculatedrelativeflux．Theresultsshowthattherelativefluxmethodisnotsensitivetothelift‐offeffectandthesignalprocessingresultsisrelatedonlytothespeci‐menthickness．KeyWordspulsededdycurrenttest，magneticironplate，lift‐offeffectClassNumberTM１５４［８～１０］力

5、容器因大面积腐蚀造成的厚度变化。１引言与传统涡流检测方法特性一样，PEC方法对传脉冲涡流无损检测手段（PEC）是一种金属测感器提离效应非常敏感。提离效应将导致PEC信［１～３］厚与缺陷检测的新型电磁方法。其脉冲回波号相位与幅值的变化，从而遮盖因厚度变化造成的信号所提供的丰富的频率分量，使该方法具有较大信号变化。的穿透深度，同时也为后续信号处理带来一定困本论文提出了一种适用于铁磁性材料检测中，难。随着涡流检测理论的不断完善及信号处理方消除提离效应的方法，该方法不需要额外的测量次法的进步，脉冲涡流信号的解释近年来取得了长足数或参考信号提供辅助。发

6、展。按照其试材的属性，可分为两类：非铁磁性２提离效应补偿方法材料测试与铁磁性材料测试。非铁磁性材料测试适合于飞行器多层铆接结以在２０mm厚１６Mn容器钢板上得到的一组［４～７］构及带状铜、铝或一些高合金材料的检测。而信号为例，该组信号是在不同的传感器提离高度下铁磁性材料测试则可用于检测带包覆层管道或压得到的，如图１所示。磁收稿日期：２０１４年９月１日，修回日期：２０１４年１０月２６日作者简介：吴月东，男，硕士，工程师，研究方向：装备采购。１２４吴月东等：脉冲涡流测厚中的传感器提离效应补偿方法总第２４９期V［N０］是离散PEC信号的起始点。理论

7、上V［N０］与v（t０）相等。积分曲线W［N］有经过一段时间后趋于常数的特性，此时激励电流达到稳态。当将V［N］与W［N］点对点相除时，可得到S［N］，即数字采样的离散PEC信号的相对磁通量变化率。这个过程由式（３）表示：N－１S［N］＝V［N］／W［N］＝V［N］／∑［（V［M］M＝N０＋V［M＋１］）／２］N＞N０＋１（３）图１一组在２０mm钢板上得到的脉冲涡流测试信号给定采样频率，则很容易由离散信号的索引值假设在无提离环境下测试得到的信号幅值为N转换为时间单位t，这样我们可由S［N］得到１００％，则由提离引起的信号幅值时域衰减（百分s（

8、t）。s（t）就是处理后的信号，可由其进行壁厚特征比）如图２所示。量提取的后续操作。３实验设置制作的一套脉冲涡流实验系统，方波电流激励幅值为３．８A，关断时间小于１