基于微分磁导率的铁磁性材料无损检测新方法.pdf

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1、第３８卷第６期仪器仪表学报Ｖｏｌ３８Ｎｏ６２０１７年６月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＪｕｎ．２０１７基于微分磁导率的铁磁性材料无损检测新方法吴德会，刘志天，王晓红，苏令锌（厦门大学航空航天学院厦门３６１００５）摘要：利用微分磁导率变化特性，提出了一种可对材料的宏观缺陷进行快速扫查的无损检测新方法。首先，将铁磁性材料置于偏置磁化场环境下，缺陷将导致内部磁通的畸变；其次，磁通畸变进一步体现在材料表面微分磁导率分布的差异性；再次，通过特殊设计的微分磁导率检测探头，对材料表面微分磁导率的分布进行

2、扫查；最后，由磁导率分布差异获得材料内部的不连续性信息，从而实现对缺陷的无损检测。开展了系列验证实验，结果表明，相对于传统的漏磁检测方法，新方法具有磁化强度低、磁通泄漏少、检测信号稳定的特点。新方法正、反面缺陷探测信号存在差异，在缺陷深度识别方面亦存在优势。关键词：微分磁导率；宏观缺陷；无损检测；偏置磁化场＋中图分类号：ＴＰ２１２．９ＴＰ２１１．５ＴＨ８７文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４６０．４０３０ＮｅｗＮＤＴｍｅｔｈｏｄｆｏｒｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｂａｓｅｄｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｐｅｒｍｅａｂｉｌｉ

3、ｔｙＷｕＤｅｈｕｉ，ＬｉｕＺｈｉｔｉａｎ，ＷａｎｇＸｉａｏｈｏｎｇ，ＳｕＬｉｎｇｘｉｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｉａｍｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｍｅｎ３６１００５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｅｗｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｆａｓｔｓｃａｎａｎｄｄｅｔｅｃｔｔｈｅｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃｄｅｆｅｃｔｓｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓｕｓｉｎｇｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔ

4、ｙｏｆｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌ，ｓｕｃｈａｓｓｔｅｅｌｐｌａｔｅ，ｉｓｐｌａｃｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｂｉａｓｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ，ａｎｄｔｈｅｄｅｆｅｃｔｓｉｎｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｗｉｌｌｉｎｅｖｉｔａｂｌｙｌｅａｄｔｏｔｈｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｏｆｉｔｓｉｎｔｅｒｎａｌｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｉｓｆｕｒｔｈｅｒｒｅｆｌｅｃｔｅｄｉｎｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｄｉｆｆ

5、ｅｒｅｎｔｉａｌｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｔｅｓｔｅｄｍａｔｅｒｉａｌ．Ｔｈｉｒｄｌｙ，ｕｓｉｎｇａｓｐｅｃｉａｌｌｙｄｅｓｉｇｎｅｄｐｒｏｂｅ，ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｅｓｔｅｄｍａｔｅｒｉａｌｉｓｒａｐｉｄｌｙｓｃａｎｎｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｆｒｏｍｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙｉ

6、ｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ｓｏａｓｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔｉｎｇｏｆｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃｄｅｆｅｃｔｓ．Ｓｅｒｉｅｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘｌｅａｋａｇｅｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｌｏｗｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｌｅｓｓｆｌｕｘｌｅａｋａｇｅａｎｄｓｔ

7、ａｂｌｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｓ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｓｆｏｒｔｈｅｆｒｏｎｔｓｉｄｅａｎｄｂａｃｋｓｉｄｅｄｅｆｅｃｔｓｈａｖｅｏｂｖｉｏｕｓｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄａｌｓｏｈａｓｏｂｖｉｏｕｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｄｅｆｅｃｔｄｅｐｔｈｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ；ｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃｄｅｆｅｃｔ；ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃ

8、ｔｉｖｅｔｅｓｔｉｎｇ（ＮＤＴ）；ｂｉａｓｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ化方面，国内外学者已进行大量的研究，并取得了一定的［３］１引言成果。任尚坤等人开发了微分磁导率检测的实验平台，对拉应力和疲劳造成的微损伤与