基于电涡流传感器的金属材料表面形貌三维可视化检测.pdf

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1、第25卷第3期传感技术学报Vo1．25NO．32012年3月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSMar．20123DVisuallyDetectionofSurfaceTopographyofMetalMaterialsUsingEddyCurrentSensorsWUXiangnan，LlLongjie，ZHANGBing，DINGHui(SchoolofElectricalEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China)Abstract：Anewkindofedd

2、ycurrentsensor，whichcouldbeusedinsensingsurfacetopographyofmetalmaterialsandrecognizingthecracksonthesurfaceofmetalmaterialswithhighspatialresolutionisdevisedandintroducedhere．Finiteelementanalysisisappliedinanalyzinganddemonstratingthehighspatialresolutionsensingabilitiesofthepropo

3、sedsensor．Moreover，thecharactersoftheproposedsensorarealsodemonstratedbyexperiments．Theex—perimentsdemonstratedthattheproposedsensorhashigherspatialsensingresolutioninrecognizingthesurfacetopographyofcracksofthemetalmaterialsbycomparingwiththetraditionaleddycurrentsensor．Atlast，scan

4、ningdataobtainedwhensensorscansthroughthedetectedmetalplatearetranslatedintoagraphbyapplying3Dvisualizationtechnology．Inthisway，boththechangeofsurfacetopographyandlocationsofcracksonthesurfaceofthemetalmaterialsaredisplayedintuitivelyandclearly．Keywords：eddycurrentprobe；finiteelemen

5、tanalysis；3Dvisualizationtechnology；surfacetopographyofmetalmaterialsEEACC：7230；7230R；029Tdoi：10．3969／j．iSSII．1004-1699．2012．03．018基于电涡流传感器的金属材料表面形貌三维可视化检测木吴相楠，李陇杰，张冰，丁晖(西安交通大学电气学院，西安710049)摘要：针对金属材料表面形貌检测问题，论文没计制作了一种高空问分辨力的电涡流传感器，可实现金属管道内壁复杂表面形貌及裂纹的高分辨检测。论文采用ANSYS有限元分析软件对传感器进行了仿真分析

6、，验证了传感器对金属材料表面形貌变化的高空间分辨检测能力。论文同时对该种传感器性能进行了实验测试。实验结果表明，相比传统的电涡流传感器，本文设计的传感器对裂纹、对金属材料表面形貌变化具有更高的检测分辨力。最后．论文采用三维可视化技术．将传感器对金属板表面形貌的扫描检测数据转化成j维图像，可直观地显示出被测金属板表面形貌变化及裂纹位置。关键词：电涡流传感器；有限元分析：三维可视化测试；金属材料表面形貌中图分类号：TM933；TM934：TP212．13文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)03—0370—04电涡流传感技术是常用无损检测方法之一，

7、常或螺纹会对测量结果产生较大影响。而常规的电涡用来检测金属材料表面裂纹．也可用于位移、振动、流传感器由下有限的空间分辨力难以胜任特殊材料转速、厚度等物理量的检测。同其它无损检测技术或设备表面形貌的检测要求。尤其当金属表面发生相比，电涡流检测技术在材料裂纹识别、无损探伤方磨损、裂纹情况时，常规电涡流传感器很难准确捕获面具有非接触、无污染、操作方便等特点。因此在诸到裂纹位置及形貌特征10-12j。如飞行器安全检测、油气管道失效事故预防等领域为提高电涡流传感器的空间分辨检测能力，需要内有着广泛而重要的应用[1]设法提高被测金属材料中形成的电涡流的集中度。采用电涡流传

8、感器进行测量时，被测金属材料因为当环状