激励参数对铁磁性构件脉冲涡流检测的影响及其机理研究

铁磁性金属构件的非接触测厚、多层或带包覆层的管道损伤检测等为工业界所需求但属检测难题，已有研究缺乏激励信号对检测的影响及其磁化机理方面的研究，以及前期响应信号方面的分析探索。本项目提出研究激励参数对于检测灵敏度的影响及相应的磁化方面的机理。包括：研究激励电流的波形如幅度、下降时间、下降沿振荡状况等参数对于检测灵敏度的影响及机理；根据脉冲特点创新激励方法，提出采用阶梯下降激励脉冲进行磁化状态控制和检测，研究激励参数与磁化状态、与检测灵敏度之间的关联；将阶梯激励条件下的脉冲饱和状态与传统饱和磁化方法进行比较及分析；利用仿真方法对机理进行分析。在研究各项条件对后期响应信号影响的同时，将前期响应信号做为着重研究对象。研究以多层管检测为代表类型，但对许多场合具有参考价值。项目的研究将为检测灵敏度和检测速度的实质性提高建立分析基础。

铁磁性金属构件的非接触测厚、多层或带包覆层的管道损伤检测等为工业界所需求但尚属检测难点。本项目研究了应用脉冲涡流技术进行铁磁性构件检测时，激励参数对检测灵敏度的影响及相应的磁化方面的机理。仿真研究显示了大电流阶梯波形激励下，接收线圈响应信号与非铁磁性构件类似，有利于提高检测灵敏度，但饱和所需激励电流很大，目前实用性受限。当使用前期信号进行缺陷检测时，激励电流下降时间较短则检测灵敏度较高；采用积分处理后，下降沿的振荡不影响检测；目前前期信号检测灵敏度与后期信号比仍差。在通常激励电流下，仿真和实验研究均表明，激励强度对于检测灵敏度有小的影响，且电流达到一定强度后电流增大检测灵敏度反而下降，其机理在于磁导率的非线性变化；在该问题的研究中提出了在铁磁性构件脉冲涡流检测中衡量磁导率非线性影响的一种有效方法，其研究结果也为电流参数的选择提供了依据。项目以油套管检测为例提出了纵向探头和横向探头的性能比较标准，通过仿真和实验研究进行了不同检测条件下的比较，为探头选择和仪器研发提供了参考。研究了探头取向对检测的影响，通过仿真和实验专项研究了横向探头过油管检测套管横向裂缝的问题，发现了其特殊规律及其机理。仿真和实验研究还表明检测带包覆层的管道局部腐蚀时使用反向连接的双线圈激励其灵敏度显著高于单线圈，提高了对于局部腐蚀的检测灵敏度。项目所做的多项研究也为项目走向应用打下了扎实基础。