通过提离交叉点表征多层金属结构中腐蚀的脉冲涡流检测方法

 US 6344741 B1

该专利主要涉及金属结构中缺陷的检测和表征，特别针对飞机机身搭接接头的多层结构的完整性提出一种确定方法。该方法使用脉冲涡流技术检测表征多层金属结构中腐蚀。这种技术主要结构是单线圈（或线圈组），它既是场源（由励磁方波驱动）,也是场传感器（测量瞬态响应）。场传感器可获取被测区域结构的状态信息。这种技术通过瞬态响应特性（即提离交叉点）来推断材料损耗的存在进而判断腐蚀状况。辅之以校准标准，提离交叉点的值即可表征多层结构材料受损状况。这种方法获得的结果不受固定探测场下的提离距离变化（即传感器和测试对象之间的距离变化）影响。

先对多层结构无缺陷区域进行第一次无提离测试，以获得一个参考信号，以便随后从后续所有瞬态响应中减去此值。然后在距板不同距离处安装单线圈传感器，得到三条平衡瞬态响应曲线的提离交叉点（如图2中1、2、3），图2是图1交叉点附近的扩展图，以便更清楚地说明在该区域的平衡瞬态响应曲线。在图2中的每个曲线的剥离交叉点值（约36μs）几乎是相同的，并且无缺陷区域探测信号几乎为零。所以在36μs附近，忽视剥离效应影响，通过剥离交叉点处的分歧来确定一个多层结构中腐蚀是否存在的方法是可行的。

 

图1

图2

图2中的曲线仅显示了定性确定腐蚀的能力，然而剥离交叉点也可做到定量检测多层结构的材料损失量。图3是一个提离交叉点处的信号复合图样，可明显看出腐蚀程度不同时，该点处的响应增幅会有一定变化。通过对比给定的校准试样，即可根据增幅变化定量获得损伤状况。

图3

将原本的传感器换作另一种型号的驱动接收式传感器（Driver-pickup）后，进行同样的测试，可获得图4与图5（图5为图4的交叉点处放大图）的信号复合图样，可明显看出有缺陷区域和无缺陷区域各曲线提离交叉点的分歧。

图5

  同上，图6反应了腐蚀程度不同时，该点处的响应增幅变化趋势。通过对比给定的校准试样，即可根据增幅变化定量获得损伤状况。

优点：

1. 引入提离交叉点，有效地消除了提离效应对涡流法测试的影响。

2. 励磁线圈和探测线圈合二为一，减少了部件尺寸。也同时具备更换为双线圈进行探测的可能。

缺点：

1. 需要确定校准试样才能定量分析。

2. 整体仍偏向定性分析，定量分析结果的精确程度存疑。