【正文】 謝謝所有幫助過我的老師、學(xué)姐及各位親愛的同學(xué)們。 行文至此，我的這篇論文已接近尾聲；歲月如梭，我的四年大學(xué)時(shí)光也即將敲響結(jié)束的鐘聲。 唐 老師在學(xué)業(yè)上 始終給予我細(xì)心 的指導(dǎo)和不懈的支持 ，在此謹(jǐn)向 唐 老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意 ，同時(shí)也要感謝一直給予我無(wú)私幫助的吳政成學(xué)長(zhǎng) 。但由于時(shí)間和經(jīng)歷的不足，該課題仍然存在著一些不足 之處 以及與本課題相關(guān)的的研究?jī)?nèi)容有待進(jìn)一步深入研究： 檢測(cè)儀器性能需要進(jìn)一步改進(jìn)，以便： 儀器在適用于涂層厚度測(cè)量的頻段內(nèi)輸出穩(wěn)定、失真小的渦流檢測(cè)信號(hào)， 并且調(diào)整方便； 能更好的擬制測(cè)厚時(shí)多因素的擾動(dòng)影響，并具有較高的靈敏度和較小的失真度； 進(jìn)一步探討提離效應(yīng)在渦流法涂層厚度測(cè)量中的機(jī)理及特點(diǎn)，尋找有效的計(jì)算提離效應(yīng)的算法和快速標(biāo)定的信號(hào)處理方法； 在 12 的基礎(chǔ)上研制專用特種復(fù)合材料基體涂層厚度的渦流檢測(cè)儀和探頭，儀器應(yīng)具有滿足檢測(cè)要求的檢測(cè)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(cè)量的當(dāng)量指示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸和拓展實(shí)施涂層厚度 C 掃描測(cè)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(wú)損檢測(cè) —— 渦流檢測(cè)技術(shù) [J].無(wú)損檢測(cè)， 2020,(08) [2]. 劉寶，徐彥霖，王增勇，孫朝明 .渦流檢測(cè)技術(shù)及進(jìn)展 [J].兵工自動(dòng)化 ， 2020,(03) [3]. 林俊明 .第一專題 多頻渦流檢測(cè)原理及應(yīng)用 [J].無(wú)損檢測(cè)， 1996,(01) [4]. 嚴(yán)仍春 .第六專題 渦流測(cè)厚無(wú)損檢 測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用 [J].無(wú)損檢測(cè) ,1996,(06) [5]. 劉振作 .渦流涂鍍層測(cè)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(cè)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(cè) [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(cè)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(cè)量的研究 ,2020 [10].任吉林 ,林俊明 .電磁無(wú)損檢測(cè) [M].北京 :科學(xué)出版社 ,2020. [11].宋植堤 .覆層厚度測(cè)試技術(shù) [M].. [12].陸明炯 .實(shí)用機(jī)械工程材料手冊(cè) [M].沈陽(yáng)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(cè)試全書 [M].北京市 .化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020:236237. [14].任吉林 .渦流檢測(cè) [M].北京 :國(guó)防工業(yè)出版社 ,1985:5155. [15].Dubov A A. Method of magic memory of metals [J].Tyazheloe,2020,4(8):67. [16]. Dodd CV， Weeds solution to eddy current probecoil problems [J].IEEE Transaction on Magics， 1968， (5)： 2829 2838. [17]. 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。 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(cè)量是可行的。說明當(dāng)檢測(cè)頻率處于 2020KHz 左右時(shí)，特種復(fù)合材料基底試塊和帶有 SiC 涂層試塊上 的渦流信號(hào)提離點(diǎn)間的距離達(dá)到最大，意味著此時(shí)的檢測(cè)分辨率也達(dá)到最大。同時(shí)便于觀察比較完整的提離信號(hào)信息，對(duì)厚度的差距也有一定的反應(yīng)。在低頻內(nèi)提離信號(hào)非常小，不利于觀察。在測(cè)試 1與 2， 1與 3， 2與 3圓形試塊時(shí)，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。在利用超薄塑料膜層在 4特種碳釬維復(fù)合材料基體試塊上測(cè)試試塊分辨率時(shí)，最先提離線基本重合，當(dāng)超薄料膜層的厚度加 到 20um 時(shí)，提離線已經(jīng)基本不重合了，且提離點(diǎn)有一定的差異可以分辨，所以認(rèn)為 4工件在 20um 的薄膜能分辨。并且最佳的檢測(cè)頻率約為 416 kHz 左右。 （ 3）隨著膜層厚度的增加，提離值也相應(yīng)遞增。并且最佳的檢測(cè)頻率約為 2020 kHz 左右。 （ 5） 在測(cè)試 1與 2， 1與 3， 2與 3圓形試塊時(shí)，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。 （ 3）在利用超薄塑料膜層在 4特種碳釬維復(fù)合材料基體試塊上測(cè)試試塊分辨率時(shí)，最先提離線基本重合，當(dāng)超薄料膜層的厚度加到 20um 時(shí)，提離線已經(jīng)基本不重合了，且提離點(diǎn)有一定的差異可以分辨，所以認(rèn)為 4工件在 20um 的薄膜能分辨。并且最佳的檢測(cè)頻率約為 416 kHz 左右。 試塊（ B B B3）涂層厚度測(cè)量對(duì)比試驗(yàn) （ 1） 以 B3b 面為基體面，頻率： 2020KHZ 的測(cè)量（ B B B3） a 面的實(shí)驗(yàn)； 表 ：不同試塊的不同涂層厚度測(cè)量對(duì)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(duì)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(duì)比，經(jīng)測(cè)試 Amp 為 44。說明當(dāng)檢測(cè)頻率處于2020KHz 左右時(shí)，特種復(fù)合材料基底試塊和帶有 SiC 涂層試塊上的渦流信號(hào)提離點(diǎn)間的距離達(dá)到最大，意味著此時(shí)的檢測(cè)分辨率也達(dá)到最大。試驗(yàn)頻率在 833KHz～ 3333KHz 范圍內(nèi)選取。同時(shí)便于觀察比較完整的提離信號(hào)信息，對(duì)厚度的差距也有一定的反應(yīng)。在低頻內(nèi)提離信號(hào)非常小，不利于觀察。具體分別為：100KHz、 200KHz、 400KHz、 833KHz、 1250KHz、 1666KHz、 2020KHz、 3333KHz。為了所有檢測(cè)頻率的比對(duì)都在一個(gè)條件下，我們把八通道增益都設(shè)置為 15db，為了便于觀察，通過調(diào)整相位把所有通道的提離軌跡都調(diào)整到 垂直方向上。 EEC2020電磁檢測(cè)儀的實(shí)驗(yàn)研究 點(diǎn)式探頭最佳檢測(cè)參數(shù)試驗(yàn) 按照絕對(duì)式平面探頭相同的方法。第二次再加 1 張薄膜并測(cè)試其提離值，如此一直加薄膜張數(shù)，每次 1 張。由此得知，利用渦流法測(cè)量特種碳纖維復(fù)合材料基體上導(dǎo)電錫紙層厚度有效測(cè)量范圍為 10μ m~140μ m，超過此范圍則不利于特種碳纖維復(fù)合材料基體上導(dǎo)電涂層厚度的測(cè)量。第二次再加 2 張薄膜并測(cè)試其提離值，如此一直加薄膜張數(shù)，每次 2 張。 基于特種碳纖維復(fù)合材料涂層測(cè)厚對(duì)比試驗(yàn) 通過上述試驗(yàn)初步確定 416kHz 頻率為特種碳纖維復(fù)合材料涂層厚度測(cè)量的最佳檢測(cè)頻率，因此選擇 416kHz 作為測(cè)試頻率（以下試驗(yàn)相同）。 標(biāo)定線 1 標(biāo)定線 2 標(biāo)定線 3 圖 ：測(cè)量結(jié)果解析 按照上述方法，分別多次測(cè)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(hào)提離點(diǎn)信號(hào)的距離點(diǎn)數(shù)，測(cè)量最佳頻率。首先分別在特種碳纖維復(fù)合材料基底試塊（ 4 ）和帶有 碳化硅 涂層的特種碳纖維復(fù)合材料試塊（ 5 ）上進(jìn)行渦流提離效應(yīng)試驗(yàn)，可得到下圖中標(biāo)出的兩者的提離軌跡曲線，圖中渦流提離 點(diǎn)即提離距離為 0（探頭緊貼被測(cè)試塊）時(shí)的渦流信號(hào)點(diǎn)，二點(diǎn)之間的距離即為基底試塊和帶有涂層試塊上的渦流信號(hào)提離點(diǎn)之間的距離。 （ 2） 以 B3b 面為基體， 基于最佳檢測(cè)參數(shù)的條件下， 與不同試塊對(duì)比，得到不同提離值，同時(shí)將得到的數(shù)據(jù)通 過 origin 軟件進(jìn)行分析。 （ 6） 基于最佳檢測(cè)參數(shù)的條件下，在 4工件上不同位置反復(fù)進(jìn)行模擬涂層測(cè)厚試驗(yàn)，分析基體上的不均勻度。 （ 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(cè)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。 （ 2） 基于最佳檢測(cè)參數(shù)的條件下，分別比較特種碳纖維復(fù)合材料基體試塊與帶 碳化硅 涂層的試塊之間的提離點(diǎn)的差異、兩塊帶未知厚度的 碳化硅 涂層特種碳纖維復(fù)合材料試塊之間的提離點(diǎn)的差異以及帶 碳化硅 涂層特種碳纖維復(fù)合材料試塊與覆蓋多張薄膜（厚度為一張 5μ m）的特種碳纖維復(fù)合材料基體 試塊之間的提離點(diǎn)的差異。為了 能 更好的驗(yàn)證理論研究分析結(jié)果的正確性，需要進(jìn)行相應(yīng)的特種碳纖維復(fù)合材料涂層厚度渦流法測(cè)量試驗(yàn) ,在 依據(jù)理論模型初步提出設(shè)計(jì)原則研制渦流探頭，利用提供的試樣開展特種 碳纖維復(fù)合材料涂層厚度渦流檢測(cè)可行性實(shí)驗(yàn)。 因此 通過調(diào)節(jié)檢測(cè)頻率的大小 就 可以控制渦流檢測(cè)深度。然而在某 一 些特殊場(chǎng)合如涂鍍層厚度測(cè)量時(shí)又可以利用 它的提離效應(yīng)進(jìn)行高精度測(cè)量。 （ 3）探頭提離效應(yīng) 探頭的提離 指的是 探頭檢測(cè)線圈與工件之間的距離，當(dāng)探頭檢測(cè)線圈的提離距離有 發(fā)生變化時(shí) ， 被檢工件內(nèi)部的磁通密度就必然會(huì) 發(fā)生 改變，基于電磁感應(yīng)的作用，檢測(cè)線圈的阻抗也將 會(huì)發(fā)生改變 ，這種 改變就 稱之為提離效應(yīng)。 （ 2）材料電導(dǎo)率 材料電導(dǎo)率對(duì)渦流檢測(cè)線圈有著直接 的 影響，渦流法對(duì)于缺陷的檢測(cè)就是利用缺陷部分與母材電導(dǎo)率 的 不同所產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)存在差異 的 這個(gè)特點(diǎn)。影響探頭檢測(cè)線圈阻抗的主要因素 主要 如下所述： （ 1）材料磁導(dǎo)率 對(duì)于鐵磁性材料 來說 ，在進(jìn)行材料檢測(cè)時(shí)其磁導(dǎo)率 并 不是常數(shù)， 它的 大小通?？梢赃_(dá)到幾百亨利 /米， 因此 即使是比較微小的磁導(dǎo)率變化都 有 可能導(dǎo)致很大的噪聲產(chǎn)生，噪聲就會(huì)將有用的檢測(cè)信號(hào)淹沒， 導(dǎo)致 檢測(cè)失效。 線圈阻抗的影響因素 渦流檢測(cè)在實(shí)際 檢測(cè) 過程中，材料磁導(dǎo)率、材料電導(dǎo)率、檢測(cè)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(huì)引起探頭線圈阻抗的變化， 同時(shí) 他們的變化方向 也 互不相同。在進(jìn)行渦流檢測(cè) 的 時(shí) 侯 ，渦流信號(hào)不同的相位延遲 反映 出 電磁波在被檢導(dǎo)體中傳播深度和時(shí)間，通過分析 它 與線圈阻抗之間的關(guān)系就能達(dá)到鑒別抑制干擾因素并 且 提取有用信號(hào)的目的。 阻抗分析法 在進(jìn)行渦流法檢測(cè)時(shí)， 因?yàn)?在檢測(cè)過程中 有 存在著多種影響因素的干擾，為 了 能夠排除干擾因素并 且 有效的提取有用的檢測(cè)信號(hào)， 國(guó)內(nèi)外 許多學(xué)者提出了一些信號(hào)分析方法，但都沒有能夠成功實(shí)現(xiàn)抑制干擾因素的影響，直到德國(guó)學(xué)者福斯特提出消除渦流檢測(cè)儀器中干擾因素的理論分析，即阻抗分析法，才使得這一 世界 難題得了關(guān)鍵性的突破。渦流的大小、相位及流動(dòng)形式受到試件性能 以 及有無(wú)缺陷的影響，而渦流的反作用磁場(chǎng)又 會(huì) 使線圈的阻抗發(fā)生變化。 渦流檢測(cè)原理 渦流檢測(cè)是 在 電磁感應(yīng)原理 上 為基礎(chǔ)的一種常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 6 2. 渦流法測(cè)厚技術(shù)理論基礎(chǔ) 渦流檢測(cè) 技術(shù) 作為 以 電磁感應(yīng)原理 為基礎(chǔ)的 無(wú)損檢測(cè)方法 ，它 已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在 導(dǎo)電材料的無(wú)損檢測(cè)中， 當(dāng) 在交變磁場(chǎng)中放置一塊導(dǎo)體材料 時(shí) ，由于電磁感應(yīng)的作用就會(huì)在導(dǎo)體材料內(nèi)部感應(yīng)出旋渦狀的電流， 即 渦流。