涡流无损检测成像技术的研究及进展

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1、涡流无损检测成像技术的研究及进展*刘佳利，罗飞路，刘波(国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南长沙410073)摘要：在介绍涡流无损检测成像技术基本原理的基础上，对涡流成像关键技术以及国内外现状进行了研究，并详细介绍了传感器设计、信号获取、预处理、缺陷重构和图像处理的基本方法，最后分析了涡流无损检测成像技术的优势及其发展趋势。关键词：涡流检测；扫描成像；传感器设计；信号处理；缺陷重构ThestudyanddevelopmentofeddycurrentNon—DestructiveTestingimagingTechnologyLIUJia—li，I。UOFei—lu，

2、I。IU130(InstituteofMechanicalandElectricalEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，China)Abstract：Basedontheintroductionofthekeystoneofeddycurrentnon—destructivetestingimaging。thekeytechnologyofeddycurrentimagingandthepresentstatusininternalandoverseashavebeenstud

3、iedinthepaper，andintroducesthebasicmethodsofthedesignofprobe，acquiringsignal，signalpretreatment，flawrebuildingandimageprocessing．Atlast，analysistheadvantageanddevelopmenttrendofimagingTechnology．Keywords：Eddycurrenttesting；Scanningimaging；probedesigning；Signalprocessing；flawrebuildingl引言

4、涡流无损检测与超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测并列为五大常规无损检测方法。涡流检测技术是基于法拉第电磁感应原理Ll≈]，导电材料在交变磁场作用下将产生电涡流，简称涡流，导电材料的表面层和近表面层的缺陷会影响产生涡流的大小和分布，当电磁线圈移到金属物的表面，涡流就导入试样中，这种由电流所建立起来的磁场刚好与原磁场的方向相反，由于损伤的存在以及材料内部的缺陷，涡流将发生畸变，线圈的阻抗将因此而发生变化，通过测量阻抗的变化，进一步分析并研究材料的缺陷和损伤。涡流检测具有检测速度高，易于实现自动化检测，特别适合在线普检，而且可以进行高温下的检测的优点，被应用于很多工业领域

5、，并获得了良好的经济效益。但是因为涡流检测很难建立数学模型，涡流检测只能进行几乎只能进行定性检测，定量无损检测和评价工作几乎还没有开展，必须采用当量比较收稿日期：2010—05—26’作者简介：刘佳利(1985一)，男，河北石家庄人，在读硕士生，研究方向为电磁无损检测·618·法进行人工识别，是带有半经验性质的缺陷识别方法，对检测人员素质要求较高，容易造成漏判和误判，影响检测质量。近年来，随着计算机技术、电子扫描技术和信号处理技术发展，为了提高检测水平和可视化程度，涡流检测由定性检测向定量检测和直接显示缺陷的图像发展。成像检测克服了传统无损检测方法只能给出缺陷当量信息，

6、无法获得缺陷形状的不足，具有直观、可视性好等优点，因此在无损检测领域得到广泛的重视，图像化已经成为未来无损检测仪器发展的一个重要趋势。目前，涡流成像技术主要有阻抗C扫描成像、磁光涡流成像和涡流层析成像，这些技术有的都还处于研究阶段。本文主要对涡流阻抗扫描成像进行研究。2涡流阻抗扫描成像的基本原理涡流扫描成像系统主要由硬件系统和软件系统组成。硬件系统可分为信号源、涡流传感器、调理电路、数据采集电路等四大部分，软件系统由数据预处理、缺陷重构以及图像处理等组成。基本原理是涡流传感器由系统的扫描装置控制∞!，在样品表示定向定位移动，通过调理电路获取缺陷的涡流信号，经过数据采集系

7、统后进人计算机进行信号预处理，结合传统的阻抗分析技术和信号处理技术对缺陷进行定性定量分析，并对缺陷进行重构及图像处理，最终在显示屏上形成缺陷的图像。原理图如图1所示。其中，扫描的方法有两种，一种是机械扫描的方法，另外一种是电子扫描的方法。机械扫描是用步进电机控制的精密扫描装置实现，而电子扫描则是用多传感器来实现。图1成像系统的原理框图3涡流检测成像的关键技术的国内外研究现状图像是信号的图画，将每一信号值与坐标(z，y)联系起来就建立了一幅图形或图像，最常用的是伪三维显示，伪三维不同于真正的三维具有的三个坐标轴，它只具有两个坐标轴(平面)，