[發明專利]ACFM數字化檢測儀

無效

• 申請號: 201210002524.5
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102539519A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 任尚坤;李兵;阮士家
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G01N27/83
• 分類號: G01N27/83
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

?本發明涉及一種檢測儀，尤其涉及一種ACFM數字化檢測儀。

背景技術

近年來，在渦流檢測和漏磁檢測的基礎上，發展起來一種新的無損檢測技術——擾動磁場檢測技術（Alternating?Current?Field?Measurement，簡稱ACFM）。該技術利用導電材料在交變電流作用下，材料中的缺陷裂紋將改變其周圍的感應電流的分布，從而改變鐵磁試件表面感應磁場的分布。通過測量表面感應磁場分布的變化，并根據數學模型的反演，檢測確定裂紋缺陷的長度和深度特征。

金屬材料大量作為受力構件使用，廣泛應用于航空航天、電力、鐵路、壓力容器等行業。構件在使用過程中，在應力腐蝕、疲勞載荷、內部工作介質或外部工作環境的作用下，易在開槽、空洞、疏松、應力集中處，和焊縫及其熱影響區域產生表面裂紋。裂紋缺陷是金屬構件的一種主要損傷形式，裂紋尺寸是評價構件安全可靠性的重要參數。因此在對構件進行無損檢測時能快速、方便、準確地檢測出裂紋等缺陷，并能進行精確地定量表征，對于預防構件的斷裂故障和防止重大惡性事故的發生具有重要意義。

傳統的無損檢測方法如磁粉檢測和滲透檢測，其檢測靈敏度較高，但它們對構件表面要求較高，需要對表面進行除漆等清理工作，增加了大量的檢修工時和作業量；超聲檢測則因為構件表面粗糙不平而聲耦合較差，使得準確定量檢測比較困難；渦流檢測實現了非接觸檢測，無需耦合介質，但由于影響檢測信號因素較多，對檢測人員素質要求高，易造成漏判或誤判，影響檢測質量。擾動磁場檢測技術是一種新的檢測技術，該方法檢測速度快、精度高，定性、定量檢測一次完成，能實現非接觸檢測，無需清理金屬表面的油漆和涂層，同時不需要標定試塊，具有傳統無損檢測方法無法比擬的優點。研制新的擾動磁場檢測儀將具有廣闊的應用前景。

ACFM技術是從交流電壓降測量法(ACPD)發展而來的。英國倫敦大學無損檢測中心為了克服ACPD法要求探頭和工件間要求良好接觸等的缺點和不足，提出了通過交流電磁場的感應，測定表面感應磁場的變化(擾動磁場)來檢測工件缺陷的新思路(ACFM方法)。隨后，英國的技術軟件公司(TSC公司)開發了相關儀器，并于20世紀末開始探索性應用于海洋石油平臺的檢測。由于該儀器價格昂貴，測量精度還有待于提高，在我國還沒有得到應用。目前，在我國還沒有研制出公認成熟的檢測儀器。但是由于該項技術與渦流檢測、超聲檢測等相比具有明顯的優越性，開發相應廉價高效的ACFM檢測儀將具有廣闊的應用空間和巨大的經濟效應。

發明內容

本發明的目的在于提供一種ACFM數字化檢測儀，該檢測儀器的檢測方法速度快、精度高，定性、定量檢測一次完成，能實現非接觸檢測，具有傳統無損檢測方法無法比擬的優點。該檢測儀器的特點代表著檢測儀器的發展方向，具有廣闊的應用前景。目前這種儀器我們國內還沒有進入實用階段，還沒有市場化，還沒有研究單位或高校報道研制出這種數字化的檢測儀。

該檢測儀從目前來看，國內還沒有公司生產基于擾動磁場檢測技術的檢測儀器。能夠實現ACFM檢測功能的研究還處于實驗室階段。目前，在我國高校研究所對ACFM檢測儀的研制有兩種思路，一種是利用集成模擬電路進行信號處理，通過數據采集卡，把信號輸入PC機進行顯示，除采用DDS信號源之外，包括鎖相放大電路在內的其他電路均采用模擬電路來實現。還有一種研發思路為信號調理采用模擬電路，然后直接利用數據采集卡將信號采集進入PC機，最后利用LABVIEW虛擬儀器完成信號的處理和顯示。雖然這兩種思路均可以實現缺陷信號的檢測，但由于大量模擬電路的運用，無法避免模擬電路存在的弊端，無法很好地實現檢測儀器的集成化和數字化，對檢測精度有較大的限制。虛擬儀器的使用又限制了檢測的靈活性，特別是鎖相放大器。這兩種思路都無法保證參考信號的嚴格正交性，導致鎖相放大之后的信號產生波動，使檢測的精度和準確性下降。