【正文】 設計、新型傳感器應用、測頭的多制式與通用性 和 量值顯示與數(shù)據(jù)打印，測控功能擴展及其智能化諸方面，都不斷取得突破與創(chuàng)新。他的渦流檢測技術與設備 由此 推動了全世界渦流檢測技術的發(fā)展。 我國于 20 世紀 60 年代 才 開始開展渦流檢測的研究工作， 70 年代中期成功研制了FQR7503 型 和 FQR7504 型膜層測厚儀、 FQR7501 型和 FQR7502 型渦流電導儀以及FQR7505 型渦流探傷儀等一系列渦流檢測設備。這些設備在我國的航空航天、電力、化工、核能等領域中正在發(fā)揮著愈來愈重要的作用。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。 復合金屬覆層厚度的測量方法主要有金相法、 X 熒光法、容量法、 X 射線光譜測量法等。但是在 X 射線光譜儀和β射線反向散射法應用上 ,因為 檢測設備價 格 太高 ,往往作為檢測的高檔設備供實驗室使用 ,而在現(xiàn)場大量使用基于磁 性方法和電渦流方法的測厚儀。 在 國外，渦流測厚技術已 經(jīng) 被廣泛 的 運用，其中頗有代表性的美國 CMI 公司由最初通過對電導率的測量來測金屬鍍層的厚度，發(fā)展到后來測鍍層阻抗值的方法來對金屬鍍層進行測量，精度 達到 了 177。 在國內(nèi)測厚領域，渦流法也 經(jīng) 已被廣泛運用，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。 3%測量值，測量范圍最小為 0200μ m。 2．理解了隨著涂層厚度的增加，提離值也隨之增加。 4. 了解到雖然是同樣一塊試塊，但由于涂層厚度的不均勻性，各點的提離值都不一樣。 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 ，渦流檢測技術就是通過利用阻抗分析法進行渦流定量分析來進行 工件檢測的。 它的基本原理可描述為： 如果 載有交變電流的試驗線圈靠近導體試件，由于線圈產(chǎn)生的交變磁場的作用 就 會在導體中感生出渦流。因此， 當 通過測定試驗線圈阻抗 發(fā)生 變化，就可以推出被檢試件性 能的變化及有無缺陷的結(jié)論 。 阻抗分析法是建立在相位變化與線圈阻抗變化之間關系的基礎之上的一種提取有用信號并 且 排除干擾信號的有效信號分析方法。 這種 有效方法的提出在渦流檢測技術的發(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。因此將干擾因素與有用的檢測信號區(qū)分開來是比較復雜 并 且難以實現(xiàn)的，如果能夠有效抑制其他一些干擾因素的影響，那 么就能夠 很好的 實現(xiàn)比較準確的渦流無損檢測評價。而非鐵磁性材料的磁導率通常為常數(shù) 并 且約等于 1，因此，為了消除磁導率對檢測線圈阻抗的 巨大 影響，通常通過高強度磁化材料至磁飽和狀態(tài) 并 使其磁導率趨于常數(shù)的條件下來抑制材料磁導率的影響。而且由于材料電導率不同將會導致檢測線圈阻抗 的 大小不同，因此根據(jù)渦流的這個特點就可以利用渦流法進行熱處理狀態(tài)檢測以及材料 的 篩選工作。探頭的提離效應 能很大程度 的影響 渦流檢測 的 信號， 因此 在利用渦流進行探傷 時 需要盡量抑制提離效應的發(fā)生， 所以 在測量電導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對探頭檢測線圈阻抗的影響而導致 的電導率的測量的不準確。 （ 4）檢測頻率 在渦流法檢測過程中 有 存在渦流趨膚效應，而渦流趨膚深度直接與選擇的檢測頻率 有關 ， 當 檢測頻率越高，趨膚深度 就 越小， 就越 利于表面缺陷的檢測，而當檢測頻率越小時，趨膚深度 就 越大， 就不 利于 近表面缺陷的檢測。 南昌航空大學科技學院 2020 屆學士學位論文 8 3. 試驗研究 特種碳纖維復合材料 的 涂層厚度實施渦流法測量在理論上是可行的。 試驗 儀器及工件 工件 圖 ：實驗所用試塊 圖中： 圓形 1 試塊 為特種碳纖維復合材料基體試塊 圓形 2 、 3 為帶未知 SiC 涂層厚度的特種碳纖維復合材料試塊 南昌航空大學科技學院 2020 屆學士學位論文 9 4 為特種碳纖維復合材料基體矩形試塊 5 為帶未知 SiC 涂層厚度的特種碳纖維復合材料矩形試塊 半月形 2 、 3 試塊為 特種碳纖維復合材料試塊 儀器與探頭 （ 1） 用 SMART2097 渦流檢測儀 和 ECC2020 電磁檢測儀 （ 2） 專用的 DP 式平面渦流探頭 圖 ： 改進的 EEC 智能渦流檢測儀 圖 ： ECC2020電磁檢測儀 實驗研究內(nèi)容 用 SMART2097 渦流檢測儀的實驗 研究內(nèi)容 （ 1） 以 4工件為基體，測試基體上的不均勻度 （ 2） 在基體上每次以兩張塑料薄膜遞增，測試基體上膜層厚度的提離值 （ 3） 測試 5試塊不同點的膜層提離值 （ 4） 交叉測試 3試塊 （ 5） 4試塊多少厚度的薄膜能分辨 用 EEC2020 電磁檢測儀的實驗研究內(nèi)容 （ 1） 以半圓形試塊的 a 面為帶涂層面， b 面為基體面，測試最佳檢測參數(shù)試驗 （ 2） 測厚對比試驗 （ 3） 塑料薄膜模擬涂層厚度測量試驗 （ 4） 涂層厚度試驗 南昌航空大學科技學院 2020 屆學士學位論文 10 實驗研究方案 用 SMART2097 渦流檢測儀的實驗研究方案 （ 1） 利用提離效應測量在基底試塊和帶有 碳化硅 涂層試塊上的渦流信號，比較不同試塊上測量所得渦流信號的提離點的距離點數(shù)差異，并且通過反復調(diào)節(jié)，尋找最佳測量工作頻率，相位，增益等。 （ 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特種碳纖維復合材料基體上進行模擬涂層測厚靈敏度試驗，研究渦流法實施特種碳纖維復合材料 碳化硅 涂層測厚的靈敏度大小。 （ 5） 利用厚度已知的薄膜層（取厚度為 80μ m 的薄膜）在 4特種碳纖維復合材料基體上進行模擬涂層測厚試 驗，分析 4工件與 5工件的提離點距離點數(shù)的規(guī)律。 用 EEC2020 電磁檢測儀的實驗研究方案 （ 1） 在以半圓形試塊 b 面為基體的前提下， 利用提離效應測量在基底試塊和帶有 碳化硅 涂層試塊上的渦流信號，比較不同試塊上測量所得渦流信號的提離點的距離點數(shù)差異，并且通過反復調(diào)節(jié)，尋找最佳測量工作頻率，相位，增益等。 用 SMART2097 渦流檢測儀 的實驗研究 南昌航空大學科技學院 2020 屆學士學位論文 11 基于特種碳纖維復合材料最佳檢測參數(shù)試驗 為了 能 方便觀察，所有試驗均通過調(diào)節(jié)相位使渦流信號的提離 信號 處于水平 方向 ，增益均為 28 dB。使用儀器自帶的標定工具，先調(diào)節(jié)標定線 1 讓其同時通過兩個提離點，然后調(diào)節(jié)儀器使標定線 2 和標定線 3 分別經(jīng)過一個提離點，由于標定線 3 同時垂直標定線 1，兩個提離點信號之間的距離點數(shù)即為標定線 3 間的距離點數(shù)，該距離點數(shù)可以從儀器上直接讀出，即 A 值。如下圖 : 圖 ： 頻率為 100kHz 的測量結(jié)果圖 圖 ： 頻率為 416kHz 的測量結(jié)果圖 南昌航空大學科技學院 2020 屆學士學位論文 12 圖 ： 頻率為 625kHz 的測量結(jié)果圖 根據(jù)測量最佳頻率實驗得到如下表 ： 表 ：不同頻率條件下的實驗距離點數(shù) 根據(jù)圖表 制作曲線圖 如下： 圖 ：頻率 /距離點數(shù)平均值關系曲線 由激勵頻率與提離點信號距離點數(shù)平均值關系曲線可以看出，隨著頻率的遞增 f(kHz) 試驗次數(shù) 100 200 294 357 416 454 500 555 625 714 833 1 15 5 14 10 15 11 12 28 20 11 15 2 11 8 19 12 34 15 15 11 14 19 12 3 10 16 14 26 14 16 14 12 14 22 15 距離點數(shù)平均值 12 16 21 14 17 16 14 南昌航空大學科技學院 2020 屆學士學位論文 13 信號距離點數(shù)先遞增然后遞減，在 416kHz 左右達到最大值，即當檢測頻率處于416kHz 時基底試塊和帶有錫紙的試塊上的渦流信號提離點的距離達到最大值，意味著此時檢測分辨率也達到最大，故把此檢測頻率作為基于錫紙的特種碳纖維復合材料厚度測試的最佳檢測頻率。 1） 首先進行特種碳纖維復合材料基體材料（ 1 ）與帶 碳化硅 涂層的塊（ 2 ）之間的提離點差異的對比試驗，測試 結(jié)果下圖 所示： 1與 2對比 1與 3對比 2與 3對比 圖 ：測量結(jié)果 同理，將 1與 3， 2與 3進行對比試驗，得到數(shù)據(jù)如表 ： 圓形試塊 提離點值 1與 2 1與 3 2與 3 122 136 24 表 ： 1與 2與 3 試塊對比試驗值 南昌航空大學科技學院 2020 屆學士學位論文 14 基于 4基體不同點的不均勻性測試不同點的提離值 1）首先將 4試塊分割成如表 所 示，然后將 探頭放在基體中心位置即為基準，然后在不同點測試提離值，如此往復操作，得到數(shù)據(jù)如表 ： 圖 ： 4試塊 表 ： 試件分割圖形示意圖 表 ： 4基體的不均勻度（距離點數(shù)） A1=77 A2=34 A3=40 A4=39 A5=45 A6=22 A7=20 A6=11 A9=22 A10=8 A11=37 A12=21 A13=57 A14=39 A15=71 A16=24 A17=14 A18=25 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A7 A8 A19 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 南昌航空大學科技學院 2020 屆學士學位論文 15 圖 ： 位置為 A10的 測量 圖 圖 ： 位置為 A1的 測量 圖 根據(jù)圖表 制作曲線圖 如下： 圖 ： 4基體不同點的提離值關系曲線 以薄膜為模擬涂層的特種碳纖維復合材料涂層厚度測量試驗 1）首先將探頭放在基體中心位置即為基準，再加上 2 張薄膜（一張 5um），測試其提離值，并記錄數(shù)據(jù)。得到數(shù)據(jù)如表 ： 表 ：基體上“膜層厚度 提離點”對應值 膜層厚度 距離 點數(shù) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 11 17 19 26 37 45 62 74 76 81 91 102 109 117 南昌航空大學科技學院 2020 屆學士學位論文 16 圖 ： 覆有 2 張超薄模擬涂層 圖 ： 覆有 10張超薄模擬涂