平板導體缺陷復合式渦流檢測技術研究.pdf

1、渦流檢測技術在航空航天、核工業(yè)、石油化工、機械制造等領域應用廣泛。本文結合國家自然科學基金項目，圍繞板狀導電結構缺陷識別和定量化檢測開展理論和實驗研究，提出了基于遠場渦流和常規(guī)渦流的復合式渦流檢測方法，研究復合式檢測系統正向場量數值建模、檢測信號與被測材料間映射關系建立、反向缺陷類型判定及尺寸參數預估等關鍵技術，自主設計研發(fā)了新型的復合式渦流檢測設備，實現了板狀導電結構不同深度缺陷的有效檢測，完成了實驗驗證。主要研究工作和創(chuàng)新點如下:<

2、br>　　1.針對板狀導電結構表面、亞表面和深層缺陷檢測的實際需求，提出了平板遠場和常規(guī)渦流雙模復合式檢測方法。利用電磁數值技術，研究平板導體檢測系統中渦流、能量、磁力線、磁通密度等電磁場量的分布機理與變化特性。計算求解對應不同檢測參數的各類電磁場量分布變化形式，分析總結復合式檢測系統中被測導體板材質屬性、板中缺陷位置、形狀等參數對系統中關鍵電磁場量分布及其變化的影響規(guī)律。研究表明利用電磁場量疊加與相位滯后特性的雙模復合式板材檢測方式可

3、提高系統的表層缺陷檢測精度和深層缺陷檢測能力，場量分析結果驗證了對板狀導體材料進行復合式渦流檢測的可行性，為檢測系統研發(fā)和缺陷參數定量化分析奠定了理論基礎。
　　2.研究了平板遠場/常規(guī)復合式渦流檢測信號特征，建立了探頭檢測值與被測材料屬性、激勵頻率、提離距離、缺陷形狀、位置、尺寸等關鍵因素間的映射關系。研究結果表明，綜合兩類不同渦流檢測信號有助于提高系統的缺陷檢出及缺陷位置判定能力，利用常規(guī)渦流探頭阻抗信號中電阻和電感分量對缺陷

4、不同方向尺寸變化具有不同敏感性的特點可提高系統對缺陷尺寸參數的反演精度。研究的渦流檢測信號變化規(guī)律與渦流電磁場量分析結果吻合，檢測信號響應特性規(guī)律的研究可為系統開發(fā)和缺陷反演推算工作提供正向指導。
　　3.針對無損檢測中板狀導電結構缺陷類型辨別與缺陷尺寸預估的檢測需求，根據探頭檢測值與缺陷參數間的內在關聯與映射關系，利用雙模檢測信號的互補特性，提出了基于支持向量機和廣義回歸神經網絡技術的復合式渦流檢測反演方法。采用群智能算法對分類

5、和回歸模型中相關參數進行優(yōu)化，實現了小樣本條件下板狀導電結構表層與深層缺陷類型的有效判定和缺陷參數的定量評估。
　　4.研究開發(fā)了綜合平板遠場渦流與常規(guī)渦流技術的復合式渦流檢測系統。系統采用復合激勵方式，同步采集和處理探頭雙模檢測信號，有效克服了單一檢測方法深層缺陷檢測信號響應微弱或缺陷位置識別不精確等的局限性。系統可實現板狀導電結構表層、下表層缺陷的同步掃描檢測。相比于常規(guī)渦流，復合式系統大大拓寬了平板導體的缺陷可測范圍，對導體