【正文】 基礎(chǔ)上研制專用特種復(fù)合材料基體涂層厚度的渦流檢測儀和探頭，儀器應(yīng)具有滿足檢測要求的檢測頻率、通道數(shù)、增益、相位、濾波等功能，以及能實(shí)施膜層厚度測量的當(dāng)量指示、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)傳輸和拓展實(shí)施涂層厚度 C 掃描測量功能等 . 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 30 參考文獻(xiàn) [1]. 李小亭，沈功田 .壓力容器無損檢測 —— 渦流檢測技術(shù) [J].無損檢測， 2020,(08) [2]. 劉寶，徐彥霖，王增勇，孫朝明 .渦流檢測技術(shù)及進(jìn)展 [J].兵工自動化 ， 2020,(03) [3]. 林俊明 .第一專題 多頻渦流檢測原理及應(yīng)用 [J].無損檢測， 1996,(01) [4]. 嚴(yán)仍春 .第六專題 渦流測厚無損檢 測技術(shù)及其應(yīng)用 [J].無損檢測 ,1996,(06) [5]. 劉振作 .渦流涂鍍層測厚儀開發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀 [J].2020,(03) [6]. 彭雪蓮 .磁性法和電渦流測厚儀的特點(diǎn)及其應(yīng)用 [J].表面技術(shù)， 2020,(06) [7]. 任吉林 .電磁檢測 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [8]. 曾亮 . 特種復(fù)合材料涂層厚度渦流法測量技術(shù)的研究 ,2020 [9]. 任吉林 ，曾 亮，張麗攀，宋 凱，陳 曦 . 碳纖維復(fù)合材料涂層厚度渦流法測量的研究 ,2020 [10].任吉林 ,林俊明 .電磁無損檢測 [M].北京 :科學(xué)出版社 ,2020. [11].宋植堤 .覆層厚度測試技術(shù) [M].. [12].陸明炯 .實(shí)用機(jī)械工程材料手冊 [M].沈陽市 .遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 ,2020:11021103. [13].屠海令 ,江君照 .金屬材料理化測試全書 [M].北京市 .化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020:236237. 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Danon Yaron， Lee Changqing， Mulligan Chris， et tantalum sputtered coating on steel by using eddy currents[J].IEEE Transaction on Magics， 2020 ,40 (4)：1826 1832. 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 31 致 謝 本 課題的 研究及學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師 唐繼紅 老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。謝謝所有幫助過我的老師、學(xué)姐及各位親愛的同學(xué)們。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 29 展望 本課題通過理論分析與試驗(yàn)研究，證明 了 利用渦流法實(shí)施特種碳纖維復(fù)合材料涂層厚度測量是可行的。在測試 1與 2， 1與 3， 2與 3圓形試塊時，其中 1與 2的提離點(diǎn)值為 122， 1與 3的提離點(diǎn)值為 136， 2與 3的提離點(diǎn)值為 有差異。并且最佳的檢測頻率約為 2020 kHz 左右。 試塊（ B B B3）涂層厚度測量對比試驗(yàn) （ 1） 以 B3b 面為基體面，頻率： 2020KHZ 的測量（ B B B3） a 面的實(shí)驗(yàn)； 表 ：不同試塊的不同涂層厚度測量對比值 試塊 Amp B3b 面與 B1a 面 B3b 面與 B2a 面 B3b 面與 B3a 面 163 301 418 137 127 235 244 274 352 （ 2） 頻率： 2020KHZ( B B B3） a 面組合的實(shí)驗(yàn)； 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 22 表 ：不同 a面試塊交叉對比試驗(yàn)值 試塊 Amp B1a 面與 B2a 面 B1a 面與 B3a 面 B2a 面與 B3a 面 158 94 150 173 112 157 149 108 180 （ 3） 頻率取 2020KHZ； B3b 覆蓋薄膜（ 76um）與 B2a 面對比，經(jīng)測試 Amp 為 44。在低頻內(nèi)提離信號非常小，不利于觀察。第二次再加 1 張薄膜并測試其提離值，如此一直加薄膜張數(shù)，每次 1 張。 標(biāo)定線 1 標(biāo)定線 2 標(biāo)定線 3 圖 ：測量結(jié)果解析 按照上述方法，分別多次測量不同頻率條件下特種碳 纖維復(fù)合材料基底試塊和帶有 碳化硅 涂層的試塊上的渦流信號提離點(diǎn)信號的距離點(diǎn)數(shù)，測量最佳頻率。 （ 4） 利用厚度已知的絕緣標(biāo)準(zhǔn)薄層（如厚度為 100μ m 的超薄絕緣膜層），在特種碳纖維復(fù)合材料基體上進(jìn)行模擬涂層測厚試驗(yàn)，分析不同厚度的薄膜下提離點(diǎn)之間距離的規(guī)律。然而在某 一 些特殊場合如涂鍍層厚度測量時又可以利用 它的提離效應(yīng)進(jìn)行高精度測量。 線圈阻抗的影響因素 渦流檢測在實(shí)際 檢測 過程中，材料磁導(dǎo)率、材料電導(dǎo)率、檢測頻率、探頭提離等南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 7 因素 的變化都會引起探頭線圈阻抗的變化， 同時 他們的變化方向 也 互不相同。 渦流檢測原理 渦流檢測是 在 電磁感應(yīng)原理 上 為基礎(chǔ)的一種常規(guī)無損檢測方法。分辨率達(dá) 1μ m177。 針對鋁和鋁合金陽極氧化膜厚度的測量方法主要有分光束顯微法、重量法、渦流法 等等。 早在 50 年代，福斯特就在基礎(chǔ)試驗(yàn)和理論推導(dǎo)的基礎(chǔ)上發(fā)表了大量有關(guān)渦流檢測的論文，并 且 創(chuàng)辦了福斯特研究所。厚度測量視對象不同，常采用超聲、射線、電磁渦流等不同 的 方法進(jìn)行測量。而渦流法涂層測厚因?yàn)橛欣昧藴u流檢測過程中的提離效應(yīng)，當(dāng)選擇最佳的檢測頻率時，這種方法對于銅膜厚度的有效高精度測量范圍可達(dá)到10~150μm。目前，有許多方法可以實(shí) 現(xiàn)對于涂鍍層的測量，其中非破壞性測量方法主要有金相顯微鏡測厚法、超聲測厚法、射線測厚法、磁感應(yīng)測厚法、電渦流測厚法等。C 的唯一候選材料。在檢測過程中，能同時兼顧長通傷、緩變傷等長缺陷和短小缺陷；能夠有效抑制管道在線、離線檢測時的某些干擾信號，對金屬管道內(nèi)外壁缺陷檢測都具有較高的靈敏度；還可用于機(jī)械零部件混料分選，熱處理狀態(tài)和滲碳深度評價，硬度測量等。比如，航空飛機(jī)為了能夠在高速飛行的狀態(tài)下抵抗高溫而引起的各種問題，會在表面涂一層陶瓷，但涂的陶瓷又不能太厚，所以需要用到無損檢測對它進(jìn)行檢測，而無損檢測中的渦流檢測有能很好的對材料進(jìn)行檢測 。覆蓋層厚度的精確測定不僅是優(yōu)化涂鍍工藝的基礎(chǔ) ,也是表面層質(zhì)量評價的關(guān)鍵。 III、畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )工作內(nèi)容及完成時間： 工作安排如下： 第 14 周 、方法 第 57 周 試件 的分析及實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì) 第 812 周 分析及相關(guān)參數(shù)的修正 第 1314 周 、準(zhǔn)備答辯 第 1518 周 Ⅳ 、主 要參考資料： [1].任吉林 ,林俊明 .電磁無損檢測 [M].北京 :科學(xué)出版社 ,2020. [2].宋植堤 .覆層厚度測試技術(shù) [M].. ． [3]. 陸 明炯 .實(shí) 用機(jī) 械工 程材 料手 冊 [M]. 沈陽 市 . 遼寧 科學(xué) 技術(shù) 出 版社 ,2020:11021103. [4].屠海令 ,江君照 .金屬材料理化測試全書 [M].北京市 .化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020:236237. [5].任吉林 .渦流檢測 [M].北京 :國防工業(yè)出版社 ,1985:5155. [6].Dubov A A. Method of magic memory of metals [J].Tyazheloe,2020,4(8):67. [7]. 劉振作 .渦流涂鍍層測厚儀開發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀 [J].2020,(03) [8]. 彭雪蓮 .磁性法和電渦流測厚儀的特點(diǎn)及其應(yīng)用 [J].表面技術(shù)， 2020,(06) [9]. 任吉林 .電磁檢測 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [10]. 曾亮 . 特種復(fù)合材料涂層厚度渦流法測量技術(shù)的研究 ,2020 [11]. 任吉林，曾 亮，張麗攀，宋 凱，陳 曦 . 碳纖維復(fù)合材料涂層厚度渦流法測量的研究 ,2020 信息與電子 學(xué) 部 測控技術(shù)與儀器 專業(yè)類 1082020 班 學(xué)生（簽名）： 日期： 2020 年 2 月 25 日 指導(dǎo)教師（簽名）： 助理指導(dǎo)教師 (并指出所負(fù)責(zé)的部分 )： 信息與電子學(xué) 部 學(xué)部 主任（簽名）： 附注 :任務(wù)書應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書首頁。 4. 對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理； 。 作者簽名： 日期： 導(dǎo)師簽名： 日期： 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 4 特種 復(fù)合材料的膜層厚度的渦流測量的研究 學(xué)生姓名： 陳修忻 班級： 1082020 指導(dǎo)老師： 唐繼紅 摘要： 金屬部件上涂鍍覆蓋層 ,因其明顯地改善了材料表面的抗磨、抗蝕等特性 ,故在各工業(yè)領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。同時，渦流檢測能夠有效的抑制探頭晃動、材質(zhì)不勻等引起的干擾信號等問題。渦流檢測技術(shù)用于螺紋、鈦管等金屬管道的檢測；用于軍工兵器的炮筒、炮彈底座、導(dǎo)彈發(fā)射架、彈殼，戰(zhàn)機(jī)的發(fā)動機(jī) 機(jī)翼、葉片、起落架和輪轂等的役前和在役檢測；渦流檢測技術(shù)用于各種金屬管、棒材的在線、離線檢測。 C 以上尤 其是超過 2020176。為此，要求采取一定的有效檢測方法對涂鍍層的厚度進(jìn)行測量是十分有必要的，所以涂鍍層測厚技術(shù)也因此隨之發(fā)展起來。但其中的一些測厚方法都難以滿足 超薄涂層（幾十個μm）的測量要求。例如，飛機(jī)機(jī)翼厚度以及化工容器的厚度 ， 核反應(yīng)燃料棒包覆層等。隨著新型工程材料的開發(fā)，微電子技術(shù)應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)化事業(yè)進(jìn)程，尤以近十年來，渦流測厚技術(shù)得到迅猛 的 發(fā)展，渦流涂鍍層測厚儀在電 路設(shè)計(jì)、新型傳感器應(yīng)用、測頭的多制式與通用性 和 量值顯示與數(shù)據(jù)打印，測控功能擴(kuò)展及其智能化諸方面，都不斷取得突破與創(chuàng)新。例如 :金屬覆蓋層厚度的測量方法主要有 X 射線光譜測量法、β射線反向 散射法、橫斷面厚度顯微鏡測量方法、磁性法 等等。 在國內(nèi)測厚領(lǐng)域，渦流法也 經(jīng) 已被廣泛運(yùn)用，但測量對象皆為非磁性或磁性金屬基體上絕緣層或非磁性覆層厚度。 而 同時也將產(chǎn)生一個相同頻 率的磁場，但這個磁場的方向與原磁場的方向相反，這個反相磁場就會使得檢測線圈的阻抗發(fā)生 變化 ，渦流檢測技術(shù)就是通過利用阻抗分析法進(jìn)行渦流定量分析來進(jìn)行 工件檢測的。 這種 有效方法的提出在渦流檢測技術(shù)的發(fā)展過程中起到了突破性作用，為渦流檢測法 很好的 提供了一整套完整、系統(tǒng)的理論體系。探頭的提離效應(yīng) 能很大程度 的影響 渦流檢測 的 信號， 因此 在利用渦流進(jìn)行探傷 時 需要盡量抑制提離效應(yīng)的發(fā)生， 所以 在測量電導(dǎo)率時需要盡量避免在人為操作過程中探頭與被檢試件接觸不緊密 和 探頭晃動的情況發(fā)生，從而避免因提離效應(yīng)對探頭檢測線圈阻抗的影響而導(dǎo)致 的電導(dǎo)率的測量的不準(zhǔn)確。 （ 3） 基于最佳檢測參數(shù)的條件下，利用厚度已知的超薄絕緣膜層（如厚度為 20μ m 的超薄塑料膜層），在 4特種碳纖維復(fù)合材料基體上進(jìn)行模擬涂層測厚靈敏度試驗(yàn)，研究渦流法實(shí)施特種碳纖維復(fù)