高频涡流阵列探头在CFRP缺陷检测中的应用

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作者 程军 刘蒙蒙 +3 位作者 汪步云 许德章 裘进浩 季宏丽 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第1期161-168,206,207,共10页

为了实现高频印制电路板(printed circuit board,简称PCB)线圈阵列探头对碳纤维增强树脂(carbon fiber reinforced polymer,简称CFRP)复合材料缺陷的涡流检测,提出一种通过将PCB线圈连接不同电缆线以提高深层缺陷检测灵敏度的方法。首先... 为了实现高频印制电路板(printed circuit board,简称PCB)线圈阵列探头对碳纤维增强树脂(carbon fiber reinforced polymer,简称CFRP)复合材料缺陷的涡流检测,提出一种通过将PCB线圈连接不同电缆线以提高深层缺陷检测灵敏度的方法。首先,分析高频PCB阵列线圈的结构参数对磁感应强度和阻抗特性的影响,并确定线圈的内外径和线径尺寸等参数;其次,建立仿真模型,研究线圈的层数、线径对阻抗谐振频率的影响,并利用阻抗分析仪测量PCB线圈以及线圈连接不同类型同轴电缆接头(bayonet nut connector,简称BNC)电缆线时的阻抗。实验表明,电缆线的寄生电容与谐振频率呈负相关关系,较长的电缆线可提高对深层缺陷的检测能力;最后,建立CFRP检测实验平台,发现当高频PCB阵列线圈在连接不同BNC电缆线时,能够有效检测深层缺陷。该研究为通过调整连接PCB线圈的电阻-电感-电容分支电路参数来提高深层缺陷检测精度提供了参考。 展开更多

关键词 涡流阵列检测 高频印制电路板线圈 阻抗分析 碳纤维增强树脂复合材料 缺陷定量检测

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利用阵列差分涡流检测对铝合金涂层下腐蚀无损成像检测研究

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作者 唐孝良 周俊 +9 位作者 简光建 邓庆祝 莫少览 邓江 佘祖新 钟勇 黄伦 舒畅 潘茂林 王忠维 《表面技术》 北大核心 2025年第12期105-113,共9页

目的在恶劣环境中使用的铝合金部件通常需要涂层防护,但涂层失效导致铝合金发生腐蚀的初期阶段无法通过外观进行检测确认,因此利用阵列差分涡流检测对铝合金涂层下的腐蚀进行无损成像检测。方法以涂覆有丙烯酸涂层的2A12-T4铝合金作为... 目的在恶劣环境中使用的铝合金部件通常需要涂层防护,但涂层失效导致铝合金发生腐蚀的初期阶段无法通过外观进行检测确认,因此利用阵列差分涡流检测对铝合金涂层下的腐蚀进行无损成像检测。方法以涂覆有丙烯酸涂层的2A12-T4铝合金作为研究对象,通过在盐酸溶液中进行不同时间的加速腐蚀实验,获得不同腐蚀程度的损伤样品,随后进行阵列涡流检测。检测后使用脱漆剂除漆,对腐蚀缺陷微观形貌、化学成分和三维尺寸进行表征。获得了腐蚀缺陷尺寸与差分涡流信号间的关联规律。使用有限元分析手段,研究了腐蚀缺陷尺寸对差分涡流信号的影响机制。结果研究结果发现,涂层下的铝合金腐蚀损伤呈现浅碟型几何特征,在腐蚀初期主要在深度方向生长,而在腐蚀后期向径向和深度2个方向生长。涂层下腐蚀缺陷尺寸越大,检测信号越强。发生腐蚀损伤区域的阵列涡流差分信号会呈现出“凹-凸”的信号特征,并且缺陷实际位置处于检测信号的“峰”和“谷”之间。结论差分阵列涡流检测可以直观地确定涂层下腐蚀缺陷的存在及腐蚀缺陷的尺寸,实现腐蚀缺陷的涡流成像检测。 展开更多

关键词 铝合金 腐蚀 涂层 涡流 无损检测 有限元分析

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激励电流对脉冲涡流检测的影响研究 被引量：11

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作者 朱红运 王长龙 +2 位作者 江涛 王建斌 陈海龙 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期1-8,共8页

在采用脉冲涡流技术进行缺陷检测时,不同激励线圈中的电流会存在一定的差异。为研究不同线圈内激励电流对检测结果的影响,首先分析了不同线圈内激励电流的时频特征,然后研究了被测试件缺陷尺寸和材料属性不同时,不同激励电流作用下差分... 在采用脉冲涡流技术进行缺陷检测时,不同激励线圈中的电流会存在一定的差异。为研究不同线圈内激励电流对检测结果的影响,首先分析了不同线圈内激励电流的时频特征,然后研究了被测试件缺陷尺寸和材料属性不同时,不同激励电流作用下差分检测信号的频谱特征,分析了激励电流对检测信号频谱特征的影响规律。最后通过实验对分析结果进行了验证,结果表明:当被测试件缺陷尺寸不同时差分检测信号频谱特征受激励信号影响的规律也不同。 展开更多

关键词 脉冲涡流检测 激励电流 缺陷 频谱

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基于调频激励和细化谱分析的多频涡流检测技术研究 被引量：8

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作者 高军哲 潘孟春 +2 位作者 张琦 罗飞路 何赟泽 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2628-2634,共7页

常规多频涡流检测技术在谱分析时,一般采用多个频率的正弦信号同时工作,其激励信号峰值因数较大且检测信号频谱为离散谱。文中提出了一种基于调频信号激励和检测信号细化谱分析的多频涡流检测技术,它不仅降低了激励信号峰值因数,而且检... 常规多频涡流检测技术在谱分析时,一般采用多个频率的正弦信号同时工作,其激励信号峰值因数较大且检测信号频谱为离散谱。文中提出了一种基于调频信号激励和检测信号细化谱分析的多频涡流检测技术,它不仅降低了激励信号峰值因数,而且检测信号频谱为连续谱。对检测信号施加Tukey窗函数改善谱图,采用Chirp-Z变换计算检测信号频谱,提高谱图的频率分辨率。定义谱图能量、谱图重心、谱图峰度和谱图偏度4个特征量应用于缺陷识别和分类。对于内部缺陷,采用谱图差峰值频率点,定量检测内部缺陷的位置。理论分析和实验结果相一致,验证了所采用方法的正确性。 展开更多

关键词 多频涡流检测 线性调频激励 细化谱分析 缺陷识别 缺陷分类

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基于电涡流传感器的硬币辨伪系统的设计 被引量：13

5

作者 郭玉 李彦梅 王鹏 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期557-560,共4页

根据壹元真、假硬币不同的物理特性和电涡流传感器的性能特点,针对壹元硬币,提出一种基于电涡流传感器的简易辨伪系统。其主要通过硬币的材质和厚度辨认真假,当不同性质的硬币通过时,传感器的电感不同,则被测信号的频率不同。实验结果表... 根据壹元真、假硬币不同的物理特性和电涡流传感器的性能特点,针对壹元硬币,提出一种基于电涡流传感器的简易辨伪系统。其主要通过硬币的材质和厚度辨认真假,当不同性质的硬币通过时,传感器的电感不同,则被测信号的频率不同。实验结果表明,该系统可以实现真、假硬币的快速鉴别、真硬币的个数显示和假币报警等功能,且电路简单。 展开更多

关键词 无损检测 涡流传感器 频率测量 硬币鉴别

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谱分析型多频涡流检测的信号处理方法研究 被引量：13

6

作者 高军哲 潘孟春 +1 位作者 罗飞路 陈棣湘 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2011年第1期16-22,共7页

多频涡流检测是有效实现多参数检测和干扰抑制的无损检测方法。在谱分析型多频涡流检测中,采用同步方式合成多频激励信号,将涡流检测信号进行放大后,采集进行DFT变换,在频域进行特征提取分析。基于遗传算法,对多频激励信号的初始相位进... 多频涡流检测是有效实现多参数检测和干扰抑制的无损检测方法。在谱分析型多频涡流检测中,采用同步方式合成多频激励信号,将涡流检测信号进行放大后,采集进行DFT变换,在频域进行特征提取分析。基于遗传算法,对多频激励信号的初始相位进行优化,降低激励信号的峰值因数,减小驱动电路工作电压范围。对检测信号进行谱分析,通过谱能量的变化对缺陷进行识别,提出谱变化趋势对缺陷进行分类。对于表面下缺陷,采用峰值频率点来近似识别缺陷的深度位置。通过涡流检测试验,验证了所提出方法的正确性。 展开更多

关键词 多频涡流检测 谱分析方法 峰值因数优化 缺陷识别 缺陷分类

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相轨迹电涡流无损检测方法及频率响应特性研究 被引量：5

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作者 张牧 刘珊 +2 位作者 张荣华 王化祥 柳干 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2267-2273,共7页

基于电磁涡流检测的变压器等效理论,研究了激励频率对电涡流等效变压器模型中各参数的影响。对不同频率正弦激励下空间磁通密度法相分量B_z信号进行相敏解调,并绘制其相轨迹图。仿真及实验结果表明,在不同频率的电流激励下,B_z的相轨迹... 基于电磁涡流检测的变压器等效理论,研究了激励频率对电涡流等效变压器模型中各参数的影响。对不同频率正弦激励下空间磁通密度法相分量B_z信号进行相敏解调,并绘制其相轨迹图。仿真及实验结果表明,在不同频率的电流激励下,B_z的相轨迹最大值点所处位置相同.在该最大值点处,单一频率激励下B_z的相轨迹均呈现较好的线性度。而当激励频率变化时,相轨迹的斜率k_B呈现出高维度的变化规律,利用多项式拟合方法对k_B=f(ω)进行最小二乘拟合后发现,被测材料表面及内部缺陷均会对k_B=f(ω)的模型产生影响,表面缺陷对高频部分影响更明显,而内部缺陷使低频部分的变化更大。利用这一结论可有效识别缺陷深度,且该方法实现了对提离噪声的抑制。 展开更多

关键词 涡流检测 相敏解调 变压器等效电路 多频激励 提离高度

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高频高磁密时叠置硅钢片的铁芯损耗计算式改进 被引量：19

8

作者 李劲松 杨庆新 +1 位作者 李永建 张长庚 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期994-1002,共9页

已有的铁芯损耗计算式并未考虑高频高磁密时频率和磁密对损耗系数的影响。为解决该问题,提出了一种改进的铁芯损耗计算式。基于几种典型硅钢片的出厂原始数据,以及通过构建的新型3维磁特性测试系统实验所得的宽频铁耗数据,采用改进计算... 已有的铁芯损耗计算式并未考虑高频高磁密时频率和磁密对损耗系数的影响。为解决该问题,提出了一种改进的铁芯损耗计算式。基于几种典型硅钢片的出厂原始数据,以及通过构建的新型3维磁特性测试系统实验所得的宽频铁耗数据,采用改进计算式研究了涡流集肤效应和动态磁滞回线对损耗系数的影响。在此基础上绘制出新的铁芯损耗曲线,并与实测数据进行了比较。结果表明:采用该计算式所得铁耗与实测数据具有很好的一致性,该方法能显著提高计算精度,使最大误差由35%降低到10%以下;同时验证了在高频高磁密时,损耗系数应当随着频率和磁密的变化而变化。 展开更多

关键词 叠置硅钢片 铁芯损耗 磁滞损耗 涡流损耗 异常损耗 3维磁特性测试系统 高频高磁密

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航空发动机叶片热障涂层厚度的无损定量评估 被引量：6

9

作者 李达 李勇 +3 位作者 闫贝 刘相彪 王东升 牟仁德 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2015年第6期22-26,共5页

目前用来提高航空发动机涡轮叶片的耐高温及抗腐蚀性能的热障涂层易出现过薄或脱落的情况,针对涡轮叶片的微米级热障涂层,集中探究其厚度的有效无损定量评估方法,采用高频涡流检测,配合涡流检测正逆问题求解模型进行求解。通过建立涡流... 目前用来提高航空发动机涡轮叶片的耐高温及抗腐蚀性能的热障涂层易出现过薄或脱落的情况,针对涡轮叶片的微米级热障涂层,集中探究其厚度的有效无损定量评估方法,采用高频涡流检测,配合涡流检测正逆问题求解模型进行求解。通过建立涡流检测阻抗信号-陶瓷层厚度与粘接层厚度的解析方程组,结合逆运算算法和试验拾取的线圈阻抗信号,联立求解陶瓷层厚度与粘接层厚度的预测值,继而计算2层厚度之和。为了验证计算结果的正确性,利用扫描电镜来测量样本热障涂层的真实厚度,结果显示该方法能够对涡轮叶片热障涂层厚度实现高效定量评估,评估精度可达90%以上。 展开更多

关键词 热障涂层 无损检测 高频涡流检测 逆问题

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小曲率半径弧面涡流检测中探头提离干扰的抑制方法 被引量：5

10

作者 张玉华 孙慧贤 罗飞路 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第27期126-132,共7页

研究弧面检测中探头提离干扰的抑制方法是涡流检测实践中一个重要课题。针对3类检测表面(凹面、平面和凸面),建立对应的三维涡流场问题的有限元模型,计算分析了检测表面形状、曲率半径大小以及提离变化对线圈反射阻抗的影响。结果表明,... 研究弧面检测中探头提离干扰的抑制方法是涡流检测实践中一个重要课题。针对3类检测表面(凹面、平面和凸面),建立对应的三维涡流场问题的有限元模型,计算分析了检测表面形状、曲率半径大小以及提离变化对线圈反射阻抗的影响。结果表明,试件形状和曲率半径大小仅改变线圈反射阻抗的值,并不影响其变化规律,由提离改变所形成的阻抗轨迹始终为一条直线。当试件上出现缺陷时,探头提离的增加使缺陷信号的幅值明显变小,相位几乎不变,但随着检测频率增大,缺陷信号和提离轨迹之间的相位差Φ发生改变,并存在一个频率点f⊥使Φ=90°,根据此特征给出了实际检测中能有效抑制提离干扰的频率范围,并提出利用相位旋转和信号增强相结合的方法消除提离干扰,实验数据说明了数值结果及理论分析的正确性。 展开更多

关键词 涡流检测 弧面试件 提离干扰 相位旋转 检测频率 有限元模型

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钢杆小裂纹最佳涡流检测参数的实验研究 被引量：4

11

作者 孙红春 夏永发 崔雨 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期108-110,115,共4页

为了提高棒料钢杆小裂纹涡流检测的精度,减小由于检测参数的不恰当选取带来的非线性误差,基于实验模型,采用涡流检测仪和外置式探头,对25#钢3种不同直径0.1 mm深的裂纹在不同工作频率和不同提离值下进行涡流检测,得到检测的相位信息.通... 为了提高棒料钢杆小裂纹涡流检测的精度,减小由于检测参数的不恰当选取带来的非线性误差,基于实验模型,采用涡流检测仪和外置式探头,对25#钢3种不同直径0.1 mm深的裂纹在不同工作频率和不同提离值下进行涡流检测,得到检测的相位信息.通过研究不同工作频率和不同提离值对相位信号的影响,根据线性拟合平均标准差为最小原则,得到了棒料小裂纹涡流检测参数与相位信号呈线性关系的最佳检测参数区段,这对提高棒料小裂纹检测精度和外置式钢棒涡流检测参数的选择具有重要的指导作用. 展开更多

关键词 涡流检测 实验研究 工作频率 提离值 线性拟合

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基于DDS技术的模块化多频涡流检测系统设计 被引量：2

12

作者 高军哲 罗飞路 +1 位作者 潘孟春 冯婷婷 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2009年第10期105-107,共3页

多频涡流检测技术能有效地抑制无损检测过程中的干扰因素,提高检测的分辨率和可靠性。DDS技术是频率合成的新技术,因此,在对多频涡流检测系统进行模块化划分的基础上,设计了基于DDS技术设计信号发生模块,基于VCVS的有源带通滤波模块和... 多频涡流检测技术能有效地抑制无损检测过程中的干扰因素,提高检测的分辨率和可靠性。DDS技术是频率合成的新技术,因此,在对多频涡流检测系统进行模块化划分的基础上,设计了基于DDS技术设计信号发生模块,基于VCVS的有源带通滤波模块和模拟正交锁定放大模块等,系统整体具有易于集成和重构的特点。实验结果证明:该系统工作稳定,可用于100 Hz^1 MHz范围内的多频涡流无损检测。 展开更多

关键词 直接数字频率合成 多频涡流检测 模块化设计 无损检测

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多层厚度电涡流检测技术及实验研究 被引量：2

13

作者 黄平捷 吴昭同 +1 位作者 郑建才 严仍春 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第15期1278-1281,共4页

研究了多层厚度的电涡流检测原理和有限截面线圈置于多层结构上其各种参数与阻抗变化关系的数学模型 ;建立了用于多层厚度检测的涡流检测系统 ,对两层厚度的检测进行了几种检测电压值 -厚度回归模型实验研究 ,并对反演计算结果进行了比... 研究了多层厚度的电涡流检测原理和有限截面线圈置于多层结构上其各种参数与阻抗变化关系的数学模型 ;建立了用于多层厚度检测的涡流检测系统 ,对两层厚度的检测进行了几种检测电压值 -厚度回归模型实验研究 ,并对反演计算结果进行了比较分析 。 展开更多

关键词 多层结构 厚度检测 涡流检测 多频 反演

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核电站指套管磨损缺陷的扫频涡流检测及创新型特征提取 被引量：3

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作者 张磊 刘武军 +4 位作者 解社娟 王小刚 孔玉莹 马强 陈振茂 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期18-25,共8页

为避免核电站指套管在微振磨蚀作用下产生磨损缺陷导致反应堆冷却剂泄漏,需要精确定量指套管磨损缺陷深度。建立了指套管涡流检测的有限元模型,通过仿真分析了指套管磨损缺陷的深度、轴向长度、周向角度对涡流检测信号的影响,结果表明... 为避免核电站指套管在微振磨蚀作用下产生磨损缺陷导致反应堆冷却剂泄漏,需要精确定量指套管磨损缺陷深度。建立了指套管涡流检测的有限元模型,通过仿真分析了指套管磨损缺陷的深度、轴向长度、周向角度对涡流检测信号的影响,结果表明涡流检测信号的相位角特征与缺陷深度不是独立相关的,使用常规单频涡流检测方法会导致缺陷深度误差过大。基于此提出了指套管磨损缺陷的扫频涡流检测方法,并从中提取了创新型特征,即过零频率特征。仿真分析结果表明过零频率特征与缺陷深度高度独立相关。 展开更多

关键词 指套管 磨损缺陷深度 扫频涡流检测 过零频率特征

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四通道多频涡流定量评价曲轴圆角疲劳裂纹深度的试验研究 被引量：2

15

作者 薛楠 董丽虹 +2 位作者 徐滨士 张之敬 王慧鹏 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期685-688,共4页

再制造前曲轴圆角疲劳裂纹扩展深度是影响其剩余疲劳寿命的重要因素,采用无损评估方法评价圆角疲劳裂纹扩展深度对于再制造前曲轴的质量控制至关重要.根据曲轴圆角的几何特征,应用多频涡流技术结合曲轴四通道涡流检测探头对圆角疲劳裂... 再制造前曲轴圆角疲劳裂纹扩展深度是影响其剩余疲劳寿命的重要因素,采用无损评估方法评价圆角疲劳裂纹扩展深度对于再制造前曲轴的质量控制至关重要.根据曲轴圆角的几何特征,应用多频涡流技术结合曲轴四通道涡流检测探头对圆角疲劳裂纹扩展深度进行定量评价.结果表明:多频涡流信号幅值的变化可以准确判断裂纹位置,进而可根据多频涡流信号的幅值反演裂纹的深度信息,为再制造前曲轴的质量控制提供依据. 展开更多

关键词 四通道多频涡流 定量评价 再制造前曲轴 圆角疲劳裂纹深度

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涡流检测探头校验装置的研制与应用 被引量：2

16

作者 张科红 孙坚 徐红伟 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2009年第9期56-58,共3页

涡流检测探头是决定涡流检测系统性能的关键部件。为了方便对探头进行动态校验,研制了一套传动装置。该装置以PLC作为控制核心,采用了变频调速、光电测速等技术,可以在很宽的速度范围内实现平稳传动。详细介绍了该装置的组成结构,并给... 涡流检测探头是决定涡流检测系统性能的关键部件。为了方便对探头进行动态校验,研制了一套传动装置。该装置以PLC作为控制核心,采用了变频调速、光电测速等技术,可以在很宽的速度范围内实现平稳传动。详细介绍了该装置的组成结构,并给出了在速度为4 m/s时的部分实验测试数据。实验证明这种方法是行之有效的。 展开更多

关键词 涡流检测探头 变频调速 伤信号 PLC

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涡流检测的现状及新进展 被引量：15

17

作者 侯维娜 屈双惠 《重庆工学院学报》 2007年第15期67-70,共4页

对涡流检测法中的几个方面做了介绍,首先介绍激励电场从单频、多频到频带检测的发展趋势,然后介绍涡流检测中数据分析物理量,重点介绍了涡流检测中的数据处理方法及有限元数值计算方法.

关键词 涡流检测 多频检测 场量分析 数据处理 数值计算方法

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火箭发动机用薄壁合金管涡流特性分析 被引量：2

18

作者 伍颂 赵建华 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期53-57,共5页

为了保证火箭发动机用薄壁合金管的可靠性,通过涡流检测参数的编程计算,具体分析了材料的主要涡流特性,制定了正确的火箭发动机用薄壁合金管检测方法。结果表明,此分析方法具有一定的工程应用价值。

关键词 火箭发动机 薄壁合金管 涡流特性 可靠性 检测

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基于ANSYS有限元方法的低频涡流检测仿真 被引量：9

19

作者 张玉宝 胡树丞 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第3期46-49,共4页

为了研究电涡流传感器在低频涡流检测中电涡流探头线圈的结构参数对检测性能的影响,通过ANSYS建立电涡流传感器的检测模型,进行有限元法仿真分析,研究电涡流传感器探头线圈内外径之差、厚度、等效半径结构参数对电涡流传感器检测性能的... 为了研究电涡流传感器在低频涡流检测中电涡流探头线圈的结构参数对检测性能的影响,通过ANSYS建立电涡流传感器的检测模型,进行有限元法仿真分析,研究电涡流传感器探头线圈内外径之差、厚度、等效半径结构参数对电涡流传感器检测性能的影响。结果表明:线圈的内外径之差越小,探头的分辨率越高;减小线圈厚度有利于提高线圈较近距离的分辨率,增大线圈厚度有利于提高较远距离下的检测分辨率;当等效半径为2倍左右提离距离时(r=2d),探头的分辨率高。 展开更多

关键词 有限元法 低频 涡流检测 探头线圈 分辨率

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锅炉水冷壁管缺陷检测仿真研究 被引量：1

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作者 任海燕 丁克勤 《锅炉技术》 北大核心 2011年第1期23-25,63,共4页

对锅炉水冷壁管低频涡流检测系统进行了仿真研究,建立了低频涡流检测的有限元模型,仿真分析了水冷壁管的三维有限元计算,给出了2种典型的缺陷对应的响应结果,得出了感应信号随缺陷形状改变的大致规律,可用于锅炉水冷壁管低频涡流检测探... 对锅炉水冷壁管低频涡流检测系统进行了仿真研究,建立了低频涡流检测的有限元模型,仿真分析了水冷壁管的三维有限元计算,给出了2种典型的缺陷对应的响应结果,得出了感应信号随缺陷形状改变的大致规律,可用于锅炉水冷壁管低频涡流检测探头设计和实际检测的理论指导。 展开更多

关键词 水冷壁管 低频涡流检测 ANSYS电磁仿真软件 相位差

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